什么是Chiplet（芯粒化）？ Chiplet（芯粒化）是一种芯片设计与封

什么是 Chiplet（芯粒化）？ Chiplet（芯粒化）是一种 芯片设计与封装理念。传统上，CPU、GPU、AI芯片等采用 单一大规模 SoC（System on Chip） 集成，所有功能模块（计算核心、缓存、I/O、内存控制器等）都放在一块硅片上。但随着制程工艺趋近物理极限、晶体管数量暴涨，单一大芯片的设计和制造难度急剧上升，良率（能用的芯片比例）下降，成本非常高。 Chiplet 的思路是 把大芯片拆分成多个小芯片（chiplets），再通过先进封装技术（如 2.5D/3D 封装、硅中间层 interposer、COWOS、Foveros 等）组合在一起，让它们像一个整体 SoC 一样协同工作。 为什么 Chiplet 越来越重要？ 1. 降低成本，提高良率 大芯片面积越大，制造过程中出缺陷的概率越高，导致良率低、成本高。 拆分为多个小芯片后，单个 chiplet 出现缺陷时只需替换坏的部分，而不是报废整个大芯片。 这能显著降低生产成本和提升产出率。 2. 灵活的异构集成 不同 chiplet 可以用不同工艺制程制造。例如： 核心计算单元（CPU/GPU 核心）用 最先进的 3nm 工艺。 I/O、电源管理、SerDes 接口等用 成熟的 14nm/28nm 工艺。 这样避免了全芯片都用顶尖工艺，既降低了成本，又提升了性能和灵活性。 3. 加速大规模算力芯片的迭代 AI 和高性能计算（HPC）需要庞大算力，单芯片面积受限（例如 EUV 光刻机的 光罩尺寸极限 ~850mm²）。 Chiplet 可以突破单芯片面积极限，通过多芯片组合实现“超大规模 SoC”。 AMD 的 EPYC 服务器 CPU、MI300 AI 芯片，英特尔的 Ponte Vecchio GPU 都是典型案例。 4. 提升系统带宽与能效 借助 硅中介层（interposer）+ 高速互联（如 UCIe 标准），chiplet 间数据传输延迟低、带宽高，远超传统 PCB 互联。 对 AI 大模型训练这种“内存墙”“带宽墙”严重的场景，Chiplet 能极大改善性能。 5. 产业生态趋势 摩尔定律放缓 → 芯粒化成为延续算力增长的“摩尔补充”。 UCIe（通用 Chiplet 互连标准） 2022 年提出，Intel、AMD、NVIDIA、台积电、三星等巨头已加入，推动 chiplet 标准化和产业化。 AI 大模型爆发 → 数据中心、GPU、AI 加速器对 Chiplet 需求急剧上升，尤其在 HBM 高带宽存储 + 计算芯片 的封装中已是主流。 总结 Chiplet 本质是 “模块化造芯”： 技术层面：解决大芯片良率低、成本高、工艺难的问题。 性能层面：突破面积极限，支持更大算力和更高带宽。 产业层面：成为摩尔定律之后，推动算力持续进化的关键路径。 这就是为什么 Chiplet 被视为 AI 时代、高性能计算时代的必然趋势。