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Chiplet芯片三大好处为半导体活血

作者: 火狐体育官方首页 来源:火狐体育官网登录 | 发布日期:2022-07-15 17:17:21

  随着芯片微缩技术突破日趋困难,摩尔定律原本设定每两年单一芯片电晶体数量翻倍的周期,已延长到约两年半甚至三年。然而近年来,半导体产业爆红的小芯片(Chiplet)技术,很有可能延缓摩尔定律物理极限所

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  随着芯片微缩技术突破日趋困难,摩尔定律原本设定每两年单一芯片电晶体数量翻倍的周期,已延长到约两年半甚至三年。然而近年来,半导体产业爆红的小芯片(Chiplet)技术,很有可能延缓摩尔定律物理极限所带来的冲击,并使半导体产业回复到原先以两年为基准的发展周期。

  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良率偏低的问题。

  传统系统单晶片的做法是,将每一个元件放在单一裸晶上,造成功能愈多,硅芯片尺寸愈大。Chiplet的做法是将大尺寸的多核心设计分散到个别微小裸芯片,例如处理器、类比元件、储存器等,再用立体堆迭的方式,以先进封装技术提供的高密度互联将多颗Chiplet包在同一个封装体内,做成一颗芯片,而这个技术趋势,也会让原本使用不同工具链与设备的前后段半导体制程,变得越来越相似。

  其实Chiplet的概念最早源于1970年代诞生的多芯片模组,即由多个同质或异质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Chiplet。

  由于先进制程成本急速上升,Chiplet采不同于SoC设计的方式,将大尺寸的多核心的设计,分散到较小的小芯片,更能满足现今高效能运算处理器的需求;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(上市)的时间。综合而言,相对于SoC,Chiplet将有设计弹性、成本节省、加速上市等三大优势。

  小芯片技术系透过封装的手段,将可能来自于不同制程、不同材料的个别芯片设计置于中介层基板(interposer substrate)之上,因此所衍生出的商机,主要包含先进封装与ABF载板的新增需求。

  然而,建构生态系统应为Chiplet目前所面临的最大挑战。因为采用Chiplet设计,意味着生态系统内的所有厂商都必须通力合作,并适度调整自己的商业模式,才有可能克服因为采用Chiplet所带来的技术挑战。

  根据市场研究机构Omdia预估,全球基于Chiplet技术所制造的半导体芯片可服务市场规模,将由2018年6.45亿美元成长至2024年58亿美元。其中MPU芯片可服务市场规模则由4.52亿美元,提升为24亿美元,持续占最大分额。随着图形处理、安全引擎、人工智能(AI)整合、低功耗物联网控制器等各种异构应用处理器需求的提升,预估2035年全球Chiplet可服务市场规模将一步提高至570亿美元。

  而研究机构Yole Development则预测,在5G与AI的带动下,市场对先进封装技术的需求将出现显着的成长,从2018到2024年间的复合年增率(CAGR)将高达8.2%,远优于其他传统封装的2.4%,且2024年产值可达442亿美元。

  除此,做为中介层基板的ABF载板,预估在受惠网通新应用兴起及Chiplet渗透率提升下,将可带动ABF载板2020~2023年之需求复合成长率高达26%,并造成ABF载板出现高达14~22%幅度的供需缺口。

  尽管ABF载板厂已启动新一波扩产动作,预估2020~2023年之产能复合成长率将达15%,仍远不及同期间约26%的需求复合成长率,故相关个股是可以持续留意的投资方向。

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