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引言" h7 ~$ O" W J. s$ x1 \& H
半导体行业对Chiplet的兴趣正在不断增长，但要实现广泛的商业应用，还需要更多的标准、更先进的建模技术、方法论以及大量投资。Chiplet具有显著优势，包括更快的上市时间、不同工艺节点的一致性结果，以及与单片SoC相比更高的良率。目前，行业内对Chiplet开发存在两种主要方法[1]。
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设计方法与市场动态
( P. N( i- ^& p! f2 }0 O jChiplet领域目前存在两种竞争理念。大型垂直整合企业致力于严格控制接口规范，而初创公司、系统公司和政府机构则提倡基于标准化互联的自上而下方法。这种二分法为行业带来机遇和挑战。
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传统的垂直整合模式允许公司对应用和半导体进行优化控制，避免互操作性问题。英特尔和AMD等公司已成功实施这种方法，主要专注于良率优化和大型芯片尺寸管理。 N; t" m4 G% U- ?% K
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图1展示了Cadence的系统Chiplet架构，说明了系统控制处理器、安全管理处理器和高速处理器通过片上网络连接的集成方式。
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建模需求与挑战
8 V- B# E6 q6 n9 V" ]3 U6 V6 TChiplet建模包含设计师必须考虑的几个关键方面：
+ h1 o# u0 R3 k$ e性能建模：包括对系统级分析必需的晶体管级建模。当处理多个Chiplet时，复杂性会增加，因为每个组件可能具有不同的性能特征。. \! n- D8 i: W/ ^8 J) F2 C. V
热分析：封装设计师需要详细的热模型来了解相邻Chiplet之间的热流动。% ?3 d7 {& t& [/ D- p( Q; A) o
在多Chiplet设计中，散热模式会影响整体系统性能。
0 H4 U9 R5 m6 M% q* I$ C功耗建模：与单片方案相比，Chiplet设计中的功耗模式和电压漂移考虑更为复杂。设计师需要准确的模型来预测不同Chiplet的功耗行为。
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标准化与互操作性
& Y# p5 ^* |3 W! K/ V! r; z行业正通过Chiplet数据可扩展标记语言(CDXML)交换格式等计划推进标准化。开放计算项目(OCP)和JEDEC的这项合作旨在创建一种描述性语言，解决互操作性挑战。3 j! j( K2 K/ p, Q# C ~
5 c" t' C9 N0 |2 Q. T标准化的主要进展包括：( h2 u3 J' e; d& _$ X
通用Chiplet互连Express(UCIe)标准，适用于先进和标准封装
# ^# j! D0 B0 B6 N) B) k, u+ j用于顶层连接的IP-XACT模型
; R. b. A' Q/ ?3 _! x; t架构模型的标准化接口
, A; g1 g3 I& h3 m工作负载分析的性能模型
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' F( y8 B4 L& D2 z. j3 p7 n/ S未来方向与行业需求, o; T4 A F( ~
Chiplet技术的成功很大程度上取决于具体案例和标准化工作。行业专家建议可能需要"变革性"方法——由拥有重要知识产权的公司主动建立事实标准，而不是等待委员会驱动的标准化。/ O2 W+ U3 G, P! c2 e* Q" n; e( {4 C
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" Z5 o9 e" O& L$ X' s+ E) Y( q7 Z结论
9 A4 k, p1 C, {3 z) V# b. r" L4 `Chiplet方法代表半导体设计方法论的重大转变，但成功取决于解决几个关键挑战。行业需要在标准化与创新之间取得平衡，同时确保建模能力与设计需求同步发展。随着技术的成熟，预计将出现更多标准化方法和改进的建模技术，使基于Chiplet的设计更易于实现。
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参考文献0 D4 g3 p8 c5 ]- m( F" T ~% H- d
[1] Mutschler, "Top-Down Vs. Bottom-Up Chiplet Design," Semiconductor Engineering, Nov. 26, 2024. [Online]. Available: https://semiengineering.com/top-down-vs-bottom-up-chiplet-design/ [Accessed: Dec. 1, 2024]
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* c! q. Z0 c1 L# K2 ]% m深圳逍遥科技有限公司（Latitude Design Automation Inc.）是一家专注于半导体芯片设计自动化（EDA）的高科技软件公司。我们自主开发特色工艺芯片设计和仿真软件，提供成熟的设计解决方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio，分别针对光电芯片、微机电系统、超透镜的设计与仿真。我们提供特色工艺的半导体芯片集成电路版图、IP和PDK工程服务，广泛服务于光通讯、光计算、光量子通信和微纳光子器件领域的头部客户。逍遥科技与国内外晶圆代工厂及硅光/MEMS中试线合作，推动特色工艺半导体产业链发展，致力于为客户提供前沿技术与服务。
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