大算力時(shí)代，再說先進(jìn)封裝

一直以來，先進(jìn)制程技術(shù)一直被認(rèn)為是推動高算力芯片的最終途徑，但隨著制程技術(shù)越來越接近物理極限，微縮工藝的發(fā)展空間越來越小。并且近兩年的AI浪潮對算力的需求更為急切，芯片封裝技術(shù)因此被認(rèn)為能解燃眉之急的近水源，而其中先進(jìn)封裝是重點(diǎn)。

近日，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC設(shè)計(jì)分會理事長/清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授魏少軍博士、臺積電(中國)有限公司副總經(jīng)理陳平博士、長電汽車事業(yè)部鄭剛等人不約而同坦露了先進(jìn)封裝的重要性以及摩爾定律的延續(xù)問題。業(yè)界人士認(rèn)為，為應(yīng)對當(dāng)下所需，芯片制程技術(shù)需要在微縮工藝和先進(jìn)封裝之間取得平衡，以滿足不斷增長的算力需求。

關(guān)于摩爾定律：要有信心，其在當(dāng)代依舊有很強(qiáng)適用性

近年來關(guān)于“摩爾定律已死”、“摩爾定律不再適用”等言論不絕于耳，說出這句話的也包括摩爾本人。對此，魏少軍表示，早在1997年，就有人以半導(dǎo)體材料鋁、銅污染太大不行，設(shè)備器件結(jié)構(gòu)漏電太嚴(yán)重不行，光刻技術(shù)最多做到100納米的波長等理由斷定摩爾定律即將過時(shí)，但在時(shí)間長河里，大馬士革的鑲嵌技術(shù)解決了銅互聯(lián)的問題，后來的高速金屬柵解決漏電問題，而在鏡頭和硅片之間放點(diǎn)兒水就解決了樹脂光圈的問題。

一直發(fā)展至今，摩爾定律面臨過各種各樣的考驗(yàn)，但其依舊有著很強(qiáng)的適用性。魏少軍呼吁大家要對半導(dǎo)體有信心，對摩爾定律有信心，

陳平博士提到，OpenAI CEO奧特曼曾預(yù)測，對于AI時(shí)代的摩爾定律來說，集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每18個(gè)月會增加一倍。其發(fā)展周期與此前摩爾定律中的18～24個(gè)月相比，略微超前。隨著AI時(shí)代的到來，摩爾定律的演進(jìn)反而有所提速。其認(rèn)為，如果我們用能效比去看，其實(shí)我們一直在摩爾定律這條曲線上，而且往前還必須沿著這個(gè)曲線前進(jìn)。

魏少軍：包括先進(jìn)封裝在內(nèi)的多種智能化技術(shù)助力半導(dǎo)體發(fā)展

魏少軍表示，當(dāng)前依靠工藝技術(shù)進(jìn)步幾乎無法實(shí)現(xiàn)更高性能的計(jì)算，特別是從現(xiàn)有計(jì)算芯片的主流路線推演，已難以滿足Z級超算的性能、功耗和成本需求，需要研發(fā)新的計(jì)算芯片架構(gòu)來應(yīng)對智能化、大算力的新挑戰(zhàn)。

魏少軍提到，除了縮小芯片制程外，還可以利用三維混合鍵合技術(shù)對存儲器晶圓和邏輯電路晶圓進(jìn)行異質(zhì)集成，從而提升芯片的算力。這種集成方式對于邏輯電路的晶圓沒有代工廠及工藝節(jié)點(diǎn)的限制要求，具有更高的靈活性和適應(yīng)性。而存儲器晶圓由DRAM晶圓廠制造，保證了存儲器的品質(zhì)和性能?；旌湘I合晶圓加工則在晶圓代工廠制造完成，實(shí)現(xiàn)了工藝的高效整合。這種集成方式將不同工藝的晶圓優(yōu)勢結(jié)合起來，提升了芯片的性能和功能，滿足了人工智能等領(lǐng)域?qū)τ诟咚懔偷湍芎牡男枨蟆?/p>

魏少軍認(rèn)為，為了增強(qiáng)芯片的靈活度，實(shí)現(xiàn)算力的合理分配，還可以將軟件定義芯片與異質(zhì)堆疊集成相結(jié)合，構(gòu)建軟件定義近存計(jì)算芯片技術(shù)。軟件定義芯片是一種先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，通過將任務(wù)處理空間并行化，實(shí)現(xiàn)硬件資源的時(shí)分復(fù)用，從而提高了芯片的處理效率和性能。而異質(zhì)堆疊集成技術(shù)則通過將存儲單元和計(jì)算單元緊密集成在一起，縮短了數(shù)據(jù)傳輸距離，降低了數(shù)據(jù)傳輸能耗，進(jìn)一步提升了芯片的性能。這種技術(shù)能夠更好地滿足AI時(shí)代對算力和能效比的要求，同時(shí)也提高了芯片的安全性。

陳平：生成式AI或是劃時(shí)代顛覆式的應(yīng)用，先進(jìn)封裝值得關(guān)注

陳平博士表示，我們有預(yù)估到生成式AI未來的過熱，但實(shí)際上還是低估ChatGPT應(yīng)用對于未來的意義，“生成式AI它的重要意義不亞于PC或者互聯(lián)網(wǎng)，甚至瓦特蒸汽機(jī)，是一個(gè)劃時(shí)代顛覆式的應(yīng)用”。

陳平認(rèn)為，在關(guān)注芯片制程縮小的同時(shí)，也要關(guān)注芯片的算力和能效比，包括新型晶體管和材料、光刻技術(shù)和DTCO（設(shè)計(jì)與工藝協(xié)同優(yōu)化）的進(jìn)步、電路和架構(gòu)的創(chuàng)新、先進(jìn)封裝和STCO（系統(tǒng)工藝協(xié)同優(yōu)化）以及軟件優(yōu)化等。這些因素的協(xié)同作用將推動半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)更高性能、更低功耗和高能效比的芯片設(shè)計(jì)。

此外，長電科技汽車電子事業(yè)部副總裁、總經(jīng)理兼長電汽車電子上海有限公司總經(jīng)理鄭剛也表示，“Chiplet封裝將會是先進(jìn)封裝技術(shù)的重要發(fā)展方向，可以把不同類型的芯片和器件集成在一起，以實(shí)現(xiàn)更高性能、更低功耗和更好的可靠性?！?/p>

值得注意的是，除長電科技外，國內(nèi)幾大封裝公司也在近期披露了其2.5D、3D封裝技術(shù)的相關(guān)進(jìn)展。此外，Chiplet等先進(jìn)封裝也給了半導(dǎo)體IP、EDA公司發(fā)展新機(jī)會。