8月14日，先进封装（Chiplet）概念板块个股午后拉升，截至收盘，大港股份（002077.SZ）、苏州固锝（002079.SZ）、文一科技（600520.SH）、易天股份（300812.SZ）等录得上涨。

(资料图片)

日前，中国Chiplet开发者大会在锡山召开，再次让市场的眼光放到Chiplet行业发展之上。

Chiplet封装崛起

Chiplet（芯粒）技术是指将复杂的SoC芯片设计分解成模块化的小芯片单元，它的大小可以小到如一粒沙子，也可以比拇指更大，再通过die-to-die（D2D）技术将其封装在一起。

该技术的优越性在于可以将“大”芯片按需解构，用面积和堆叠换取算力和性能，以便弥补先进制程的缺失。

换言之，在芯片升级的两个永恒主题“性能”、“体积/面积”发展模式下，先进制程路线往往通过缩小单个晶体管特征尺寸，提升晶体管集成度（同等设计框架，芯片性能/算力与晶体管数目正相关）。

有了Chiplet技术，不用缩小晶体管尺寸，只需要将多颗小芯片组合在一起就能变成强大的“系统”，从系统层面提升芯片性能。

除提升芯片性能外，Chiplet封装技术还可以大大提升芯片制造的良率。芯片良率指芯片的合格率。在晶圆制造流程中，一般wafer都有一定概率的失效点，在生产制造过程中，在同等技术条件下很难提升良率水平。

而采用Chiplet的手段，将大芯片拆解分割成几颗小芯片，单个芯片面积变小，失效点落在单个小芯片上的概率将大大降低，节约漫长工艺下的生产成本和材料成本。

最近几年，为了提升芯片性能、降低芯片制造成本，许多芯片企业都将目光转向Chiplet。像苹果、英特尔、AMD的高端芯片也用到Chiplet技术。在半导体制造端，绝大多数厂商也已经开启Chiplet的进程。

全球巨头联手推动Chiplet发展

2019年起，AMD从Zen2架构开始采用Chiplet技术，基于Zen2架构的产品在单/多核处理能力上均有很大提升，能耗比改善明显。

英特尔在其Lakefield处理器中也采用了Chiplet技术，将多个不同的Chiplet集成在一起，实现了高性能、低功耗的混合架构。

在Chiplet技术过往发展中，不同的制造商制造采用不同的工艺和材料，封装技术、电路设计、协议标准等行业标准不一，产业发展面临设计与测试、产业链协作、标准化等方面挑战。

过去几年发展，国际上出现XSR、BOW、OpenHBI、UCIe等Chiplet标准，其中，UCIe是一个由Intel等公司联合推出的开放Chiplet互连标准，它基于PCIe5.0协议，可以支持不同的芯片类型和制造工艺，提供高带宽、低延迟的互连解决方案。

随着Chiplet技术的不断发展，目前行业迫切需要全产业链共同合作，推动 Chiplet 技术生态逐渐成熟。

2022年3月，英特尔、AMD、Arm、高通、三星、台积电、日月光等芯片厂商，以及GoogleCloud、Meta、微软等宣布共同成立Chiplet行业联盟，共同打造Chiplet互连标准、推进开放生态，并制定了标准规范UCIe。

在统一的Chiplet互连协议下，行业厂商可以基于相同标准开发技术和产品，来自不同厂商、但基于相同接口标准的Chiplet芯片可以成为行业通用产品，将有助于推动Chiplet技术的发展和应用。

2022年6月，长电科技(600584.SH)加入UCIe；2022年8月，英伟达宣布将支持新的UCIe规范，或将利用Chiplet技术进一步提升CPU和DPU等灵活配置集成的布局，以提升AI对于GPU的显存容量和带宽需求。

随着行业朝着一个共同目标迈进，将极大推动Chiplet发展和产业化进程。

Chiplet带动封装市场增长

在Chiplet技术上，中国与国外差距相对较小。

Chiplet产业链涉及IP、EDA、封测代工以及相关设备和材料厂商，主要有四个重要角色：EDA供应商、IP厂商、Fab厂、封装厂。

其中龙头Fab厂主导Chiplet技术路线。Fab厂商龙头台积电是Chiplet工艺的全球领军者，旗下3DFabric平台拥有CoWoS、InFO、SoIC三种封装工艺（由于Chiplet技术涉及芯片的堆叠，因此台积电将其命名为3DFabric技术）。

三星也拥有类似方案，三星I-Cube和H-Cube是类似台积电CoWoS的2.5D方案，三星X-Cube是类似台积电SoIC的3D堆叠工艺。

此外，封装厂商也将受益于Chiplet技术崛起。

中国封测产业有一大批知名企业，如长电科技、通富微电(002156.SZ)、华天科技(002185.SZ)、晶方科技(603005.SH)、伟测科技(688372.SH)、利扬芯片(688135.SH)等。

其中，长电科技、通富微电和华天科技占据全球前十大外包封测厂的三席。

国内封装龙头积极布局先进封装，如长电科技的XDFOI、通富微电的VISionS、华天科技的3D Matrix。

长电科技于2021年正式推出面向Chiplet（小芯片）的高密度多维异构集成技术平台XDFOI，涵盖2D、2.5D、3DChiplet集成技术。

2023年1月，公司宣布实现国际客户4nm节点Chiplet产品出货。该方案采用有机RDL Interposer，可集成放置一颗或多颗逻辑芯片（CPU/GPU等）等，目前RDL方案已经量产。

对于Chiplet，长电科技认为，该技术是先进封装走到今天必然会出现的一种封装形式，也是在近未来会成为所有主流封装厂标配的封装形式之一，未来Chiplet封装在市场上的份量及规模会越来越大。

但是Chiplet应用还处于起步阶段，不管是国际客户还是国内客户，需要一定的设计开发周期及应用开发周期。随着AI 等下游应用兴起，在未来三五年Chiplet会在高性能计算、人工智能、边缘计算等终端领域呈现越来越多的应用。

小结

今年上半年，由于全球终端市场需求疲软等因素，半导体行业处于下行周期，导致国内外客户需求下降，利润下滑。

从下游需求来看，消费类需求复苏仍不明朗，新能源汽车、光伏储能需求相对较好。中原证券认为，半导体行业处于下行周期底部区域，板块估值处于近十年偏低水平。

不过该机构认为，先进封装市场市场空间广阔。AI大模型带动算力需求成指数级增长，对AI芯片性能要求大幅增加，在此情形之下，先进封装技术成为提升芯片性能的最佳方案之一。AI推动台积电CoWoS先进封装产能紧张，目前正在加速扩产，国内先进封装厂商也将受益于算力升级趋势。

华金证券认为，未来集成电路将向着小型化、集成化、低功耗方向发展，附加值更高的先进封装将得到更多应用，有望带动封装市场增长。

本文源自：财华网

标签：