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首位Chiplet倡導(dǎo)者周秀文因病離世,半導(dǎo)體行業(yè)巨星隕落!

09/20 10:30
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Marvell的創(chuàng)始人,首位Chiplet概念的倡導(dǎo)者,Sehat Sutardja(中文名:周秀文),因突發(fā)疾病離世,享年63歲。

挺可惜,才63歲,男人還在大好年華就這么因病過世,可惜,太可惜了。

在敲這篇文章的時(shí)候,在群里看到消息,周星馳的御用配音石班瑜,也因?yàn)樾呐K病過世,也才66,現(xiàn)在的男人好脆弱,大家要愛護(hù)好男人,對了,步日欣日總對自己好一點(diǎn),記得枸杞泡茶多泡點(diǎn)枸杞。

芯片界的神雕俠侶

說到周秀文,可能有很多人不熟悉,但是只要搞芯片的,沒人不知道大名鼎鼎的Marvell??。。。ㄖ形拿罎M電子)

沒錯(cuò),Marvell的創(chuàng)辦者,正是周秀文先生和他妻子戴偉立女士。因?yàn)镸arvell實(shí)在太出名了,曾經(jīng)也是業(yè)內(nèi)最閃亮的明星公司,所以兩夫妻成為業(yè)內(nèi)的焦點(diǎn),因此有人叫周秀文先生和戴偉立女士,是芯片界的“神雕俠侶”!

周秀文先生專注于技術(shù)與創(chuàng)新,勇于挑戰(zhàn)半導(dǎo)體行業(yè)的高峰,他不僅在事業(yè)上取得了巨大成功,創(chuàng)辦了大名鼎鼎的Marvell,同樣致力于慈善事業(yè),他的離世,無疑是半導(dǎo)體行業(yè)的一大損失,但他的精神遺產(chǎn)將永遠(yuǎn)激勵(lì)著后人。

同樣,他妻子戴偉立女士也不簡單,她家可是芯片界華人圈鼎鼎有名的“戴家三兄妹”!

沒錯(cuò),她有2個(gè)哥哥,戴偉民和戴偉進(jìn),2個(gè)哥哥創(chuàng)辦過好幾個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)知名的公司,比如大哥創(chuàng)辦過Ulitma(后與BTA合并,被Cadence收購),二哥創(chuàng)辦過硅谷遠(yuǎn)景,以及GPU IP公司,當(dāng)然可能大A股民最熟悉的還是大哥和二哥一起創(chuàng)辦的公司:芯原股份(688521),國內(nèi)第一,世界第六的芯片IP供應(yīng)商。

大哥戴偉民教授,曾經(jīng)還是美國加州大學(xué)圣克魯茲分校計(jì)算機(jī)工程系終身教授,在學(xué)術(shù)上有卓越的貢獻(xiàn)。

無論大哥,二哥,還是三妹,戴家這一家子人,外加優(yōu)秀的妹夫,在半導(dǎo)體行業(yè)做出了不少的貢獻(xiàn)和成就,堪稱半導(dǎo)體的“豪門世家”,在業(yè)內(nèi)有著舉足輕重的分量。

首位Chiplet倡導(dǎo)者!

早在2015年,Marvell 曾提出過一個(gè)方案,Marvell MoChi 模塊化芯片技術(shù)。

當(dāng)時(shí)提出這個(gè)想法也很簡單,保持芯片設(shè)計(jì)的靈活性,同時(shí)降低成本,特別是制造工藝方面的成本。

在2015年,業(yè)界已經(jīng)看到隨著半導(dǎo)體工藝尺寸進(jìn)一步縮小,集成電路制造面臨的挑戰(zhàn)日益增大,“摩爾定律”日趨放緩,急需一種新方案來給“摩爾定律”續(xù)命。

從專業(yè)的技術(shù)角度而言,整個(gè)芯片分成負(fù)責(zé)運(yùn)算的數(shù)字電路部分和負(fù)責(zé)信號控制,I/O輸入輸出部分,以及緩存等各個(gè)部分。

使用越先進(jìn)的制程成本就越高昂,特別是模擬電路I/O 等愈來愈難以隨著制程技術(shù)縮小,而且很多工藝壓根就和數(shù)字電路部分不兼容,因此對設(shè)計(jì)和制造都提出巨大的挑戰(zhàn)。

在這種情況下,Chiplet概念應(yīng)運(yùn)而生,Chiplet走向了和傳統(tǒng)的片上系統(tǒng)SoC完全不同的道路,類似于搭建樂高積木,通過一組小芯片混搭成“類樂高”的組件。它通過將SoC分成較小的裸片(Die),再將這些模塊化的小芯片(裸片)互聯(lián)起來,采用新型封裝技術(shù),將不同功能不同工藝制造的小芯片封裝在一起,成為一個(gè)異構(gòu)集成芯片。

比較典型的如AMD的Zen2中用7nm工藝制造核心CCX模塊,用12nm制造I/O 部分,然后集成到一起成為一個(gè)CCD模塊,就是最典型Chiplet思路運(yùn)用案例。

在Chiplet還沒有概念的年代,Marvell 的提出的Mochi 方案就是要以一種的新內(nèi)連技術(shù)——Mochi實(shí)現(xiàn)SoC的功能,降低研發(fā)與生產(chǎn)成本,并且可以加快上市時(shí)間。MoChi互連芯片是基于運(yùn)行速度高達(dá)8Gbps甚至更快的ARM AXI鏈路,它可以保持很低的芯片到芯片時(shí)延。MoChi鏈路可以將多個(gè)芯片以菊花鏈的形式連在一起,并且可以實(shí)現(xiàn)緊湊型串行/解串器(micro-serdes)和低電壓差分信號。

這個(gè)MoChi方案核心就是利用一個(gè)高速低延遲的內(nèi)部高速SerDes接口快速地把現(xiàn)有的Die根據(jù)需求用interpose以及TSV技術(shù)封裝在一起。

這個(gè)天才般的想法是ISSCC 2015會(huì)議上由Marvell CEO 周秀文最早提出來的,所以我叫他首位Chiplet概念倡導(dǎo)者!

只可惜當(dāng)時(shí)想法雖好,但是業(yè)界一直沒有標(biāo)準(zhǔn)總線接口,而且當(dāng)時(shí)的硬件封裝技術(shù)也不過關(guān),這個(gè)周秀文這個(gè)天才般的想法并沒有得到很好的應(yīng)用和落地。

隨著蘋果,英偉達(dá),以及AMD公司使用自家總線標(biāo)準(zhǔn)搞各種互連直連,以及臺積電以及日月光等制造公司在物理層面怎么用先進(jìn)封裝把這一套技術(shù)玩熟之后,Chiplet,異構(gòu)架系統(tǒng)級集成的新世界大門終于打開了!

到現(xiàn)在除了英偉達(dá)的NV link之外,業(yè)內(nèi)比較被大眾所接受的就是從PCI-E發(fā)展而來的,由intel主導(dǎo)的,UCIe聯(lián)盟。

UCIe的落地已經(jīng)過去三年多時(shí)間了,如今的UCIe技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一定程度上成為了未來工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互連,它可以提供高帶寬、低延遲、高功率和高成本效益的芯片封裝連接方案。UCIe 1.0標(biāo)準(zhǔn)定義了芯片間I/O物理層、芯片間協(xié)議、軟件堆棧等,基本共用了PCle和CXL這兩個(gè)協(xié)議的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),可以說UCle就是CXL和PCle的衍生。

雖然Marvell和周秀文想法很好,可惜Mochi 方案提的太早,想法太過超強(qiáng),,但是沒有實(shí)際應(yīng)用案例真的很可惜!

再談Chiplet概念與意義

我曾經(jīng)敲過萬字長文,系統(tǒng)闡述過Chiplet的技術(shù),概念與意義。

今天再拿出來講講。

首先我從對Chiplet技術(shù)的完整概念理解分三層:異構(gòu)架,小芯粒,系統(tǒng)級集成。

完整邏輯圖如下:

1、異構(gòu)架

異構(gòu)架又包含兩層概念,第一是把不同類型的芯片整合到一起,比如上當(dāng)下大型其道的GPU+HBM,顯然GPU和HBM是不同的芯片,一個(gè)是圖形計(jì)算核心單元,一個(gè)是高寬帶內(nèi)存顆粒,它們設(shè)計(jì)不同,結(jié)構(gòu)不同,類型不同,工藝也不同,是無法把他們在同一塊chip上制造出來的,因此它們是分開制造,再用先進(jìn)封裝整合到一起。

在未來更廣闊的范圍里,我們還要整合不同材料的芯片,比如氮化鎵電芯片+硅的驅(qū)動(dòng)芯片+數(shù)模混合芯片,氮化鎵和硅屬于不同材料,更加不可能直接制造,只能是分開制造再整合到一起。

這就是異構(gòu)架概念,異構(gòu)整合!

2、小芯粒

小芯粒是相對SoC大核而言,它把大核SoC各個(gè)功能區(qū)IP拆分重排,拆分成一個(gè)個(gè)小芯粒重新組合,從面對不同市場出發(fā),不同客戶的訴求出發(fā),在成本, 性能和特定功能之間找設(shè)計(jì)和制造的平衡點(diǎn)。

比較典型的案例如AMD的Zen 2,當(dāng)時(shí)AMD就是把核心計(jì)算單元和I/O(輸入輸出單元)分開,一個(gè)用7nm,一個(gè)用14/12nm工藝制造,最后再封裝到一起,英特爾現(xiàn)在也有這種玩法,叫EMIB混合封裝,把不同的Die分開,再整合。

3、系統(tǒng)級集成

系統(tǒng)級集成又包含軟集成和硬集成兩個(gè)概念。

軟集成包含系統(tǒng)級軟件和操作系統(tǒng)以及總線互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn),它是把芯片設(shè)計(jì)從更高的系統(tǒng)角度去看,來重新定義一款芯片的誕生,軟集成是指打通底層軟件和系統(tǒng)。

硬集成是指的2D/2.5D/3D封裝,用先進(jìn)封裝技術(shù)把他們整合一起,是先進(jìn)封裝技術(shù)的再升級。

其中2D理解成同一個(gè)基板上集成,2.5D在中間層通孔硅上集成,3D真正的chip on chip的堆疊,芯片與芯片的直連。

現(xiàn)在很多封裝專家出來講各種利用先進(jìn)封裝技術(shù)講硬件集成,我認(rèn)為稍微片面的,而且很多封裝技術(shù)細(xì)節(jié)概念把很多人都給繞暈了,讓人云里霧里,我不是去嘲諷封裝專家,只是我覺得,先進(jìn)封裝技術(shù)在整個(gè)Chiplet概念里只是實(shí)現(xiàn)硬集成的方法和手段,這不是還有異構(gòu)架和小芯粒沒說明白么,這三層概念缺一不可。

我這套說法其實(shí)也是總結(jié)了很多大佬們觀點(diǎn),特別是3年前,芯原股份戴老板那天足足給我上了2小時(shí)課,讓我受益匪淺,回來大徹大悟,咳嗽一個(gè)月后,敲下3萬多字的《后摩爾時(shí)代的“芯”路,中國的燎“原”之火》。

(這張椅子大佬專用,福分淺的人不要亂坐,比如我,我這小身板就承受不起)

希望戴老板和他家人身體健康,平安幸福。

現(xiàn)在網(wǎng)上還有一個(gè)論調(diào),Chiplet是幫助中國突破美國先進(jìn)技術(shù)封鎖,特別是限制先進(jìn)制程設(shè)備之后的“最強(qiáng)利器”。

想法是對的,只是高估了Chiplet的作用和影響力。

Chiplet這樣的做法和思路,特別是引入先進(jìn)封裝技術(shù),引入GPGPU+HBM異構(gòu)架方案打破“存算墻”,只是一定范圍內(nèi)解決一部分問題,它不是包治百病的“神藥”,它不能完全替代傳統(tǒng)“摩爾定律”的制程演進(jìn)。

Chiplet是從整體系統(tǒng)效率出發(fā),兼顧成本和工藝制造的一種新的解決思路,只是一個(gè)理想狀態(tài),只有眾多前提條件約束,不能認(rèn)為這個(gè)方案適用所有芯片。

所以無腦鼓吹“Chiplet方案吊打一切”,這樣的想法不可取,我們要實(shí)事求是,尊重行業(yè)客觀規(guī)律。

再次緬懷周秀文,以及石班瑜先生,感激石班瑜先生,我的童年有你的聲音的陪伴,感謝你帶給我的快樂。

愿病痛遠(yuǎn)離所有人,愿世界美好,謝謝大家。

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