半导体行业观察|芯片的未来，靠这些技术了( 三 )

此外，台积电亦推出3DFabric ，将快速成长的3DIC 系统整合解决方案统合起来，提供更好的灵活性，透过稳固的芯片互连打造出强大的系统。藉由不同的选项进行前段芯片堆叠与后段封装， 3DFabric 协助客户将多个逻辑芯片连结在一起，甚至串联高频宽记忆体（HBM）或异构小芯片，例如类比、输入/输出，以及射频模组。 3DFabric 能够结合后段3D 与前段3D 技术的解决方案，并能与电晶体微缩互补，持续提升系统效能与功能性，缩小尺寸外观，并且加快产品上市时程。
在介绍完2.5D 和3D 之后，近来还有Chiplets 也是半导体产业热门的先进封装技术之一；最后，就来简单说明Chiplets 的特性和优势。
除了2.5D 和3D 封装之外， Chiplets 也是备受关注的技术之一。由于电子终端产品朝向高整合趋势发展，对于高效能芯片需求持续增加，但随着摩尔定律逐渐趋缓，在持续提升产品性能过程中，如果为了整合新功能芯片模组而增大芯片面积，将会面临成本提高和低良率问题。因此， Chiplets 成为半导体产业因摩尔定律面临瓶颈所衍生的技术替代方案。
Chiplets就像拼图一样，把小芯片组成大芯片
Chiplets 的概念最早源于1970 年代诞生的多芯片模组，其原理大致而言，即是由多个同质、异构等较小的芯片组成大芯片，也就是从原来设计在同一个SoC 中的芯片，被分拆成许多不同的小芯片分开制造再加以封装或组装，故称此分拆之芯片为小芯片Chiplets 。
由于先进制程成本急速上升，不同于SoC 设计方式，将大尺寸的多核心的设计，分散到较小的小芯片，更能满足现今的高效能运算处理器需求；而弹性的设计方式不仅提升灵活性，也能有更好的良率及节省成本优势，并减少芯片设计时程，加速芯片Time to market 时间。

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使用Chiplets 有三大好处。因为先进制程成本非常高昂，特别是模拟电路、I/O 等愈来愈难以随着制程技术缩小，而Chiplets 是将电路分割成独立的小芯片，并各自强化功能、制程技术及尺寸，最后整合在一起，以克服制程难以微缩的挑战。此外，基于Chiplets 还可以使用现有的成熟芯片降低开发和验证成本。
目前已有许多半导体业者采用Chiplets 方式推出高效能产品。像是英特尔的Intel Stratix 10 GX 10M FPGA 便是采用Chiplets 设计，以达到更高的元件密度和容量。该产品是以现有的Intel Stratix 10 FPGA 架构及英特尔先进的嵌入式多芯片互连桥接（EMIB）技术为基础，运用了EMIB 技术融合两个高密度Intel Stratix 10 GX FPGA 核心逻辑芯片以及相应的I /O 单元。至于AMD 第二代EPYC 系列处理器也是如此。有别于第一代将Memory 与I/O 结合成14 纳米CPU 的Chiplet 方式，第二代是把I/O 与Memory 独立成一个芯片，并将7 纳米CPU 切成8 个Chiplets 进行组合。
【半导体行业观察|芯片的未来，靠这些技术了】总而言之，过去的芯片效能都仰赖半导体制程的改进而提升，但随着元件尺寸越来越接近物理极限，芯片微缩难度越来越高，要保持小体积、高效能的芯片设计，半导体产业不仅持续发展先进制程，同时也朝芯片架构着手改进，让芯片从原先的单层，转向多层堆叠。也因如此，先进封装也成为改善摩尔定律的关键推手之一，在半导体产业中引领风骚。