Nag-transform si Chiplet ng mga chips

Noong 1965, sinabi ng co-founder ng Intel na si Gordon Moore kung ano ang naging "Batas ni Moore." Sa loob ng mahigit kalahating siglo, pinatibay nito ang tuluy-tuloy na mga tagumpay sa integrated-circuit (IC) na pagganap at pagbaba ng mga gastos—ang pundasyon ng modernong digital na teknolohiya. Sa madaling salita: ang bilang ng mga transistor sa isang chip ay halos doble bawat dalawang taon.

Sa loob ng maraming taon, sinusubaybayan ng pag-unlad ang indayog na iyon. Ngayon ang larawan ay nagbabago. Ang karagdagang pag-urong ay naging mahirap; ang mga laki ng tampok ay bumaba sa ilang nanometer lamang. Ang mga inhinyero ay tumatakbo sa mga pisikal na limitasyon, mas kumplikadong mga hakbang sa proseso, at tumataas na mga gastos. Ang mas maliliit na geometry ay nagpapahirap din sa mga ani, na nagpapahirap sa paggawa ng mataas na dami. Ang pagbuo at pagpapatakbo ng isang nangungunang-gilid na fab ay nangangailangan ng napakalaking kapital at kadalubhasaan. Kaya't marami ang nagtalo na ang Batas ni Moore ay nawawalan ng singaw.

Ang pagbabagong iyon ay nagbukas ng pinto sa isang bagong diskarte: chiplets.

Ang chiplet ay isang maliit na die na gumaganap ng isang partikular na function—karaniwang isang slice ng dati ay isang monolithic chip. Sa pamamagitan ng pagsasama ng maraming chiplet sa isang pakete, ang mga tagagawa ay maaaring mag-assemble ng isang kumpletong sistema.

Sa monolitikong panahon, ang lahat ng mga function ay nabuhay sa isang malaking die, kaya ang isang depekto kahit saan ay maaaring ma-scrap ang buong chip. Gamit ang mga chiplet, ang mga system ay binuo mula sa "kilalang-mahusay na mamatay" (KGD), na kapansin-pansing nagpapabuti sa ani at kahusayan sa pagmamanupaktura.

Heterogenous integration—pagsasama-sama ng mga dies na binuo sa iba't ibang process node at para sa iba't ibang function—ay ginagawang mas malakas ang mga chiplet. Maaaring gamitin ng mga high-performance compute block ang pinakabagong mga node, habang ang memory at analog circuit ay nananatili sa mga mature, cost-effective na teknolohiya. Ang resulta: mas mataas na pagganap sa mas mababang gastos.

Ang industriya ng sasakyan ay partikular na interesado. Ginagamit ng mga pangunahing automaker ang mga diskarteng ito para bumuo ng mga SoC na nasa sasakyan sa hinaharap, na may mass adoption na naka-target pagkatapos ng 2030. Hinahayaan sila ng mga Chiplet na sukatin ang AI at graphics nang mas mahusay habang pinapabuti ang mga yield—nagpapalakas ng performance at functionality sa automotive semiconductors.

Ang ilang mga bahagi ng automotive ay dapat matugunan ang mahigpit na mga pamantayan sa functional-safety at sa gayon ay umaasa sa mas luma, napatunayang mga node. Samantala, ang mga modernong sistema tulad ng advanced driver-assistance (ADAS) at software-defined vehicles (SDVs) ay humihiling ng higit pang pag-compute. Tinutulay ng mga chiplet ang puwang na iyon: sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga microcontroller na pangkaligtasan, malaking memory, at makapangyarihang AI accelerators, maaaring maiangkop ng mga manufacturer ang mga SoC sa mga pangangailangan ng bawat automaker—mas mabilis.

Ang mga bentahe na ito ay lumampas sa mga sasakyan. Ang mga arkitektura ng chiplet ay kumakalat sa AI, telecom, at iba pang mga domain, na nagpapabilis ng pagbabago sa mga industriya at mabilis na nagiging isang haligi ng semiconductor roadmap.

Ang pagsasama ng chiplet ay nakasalalay sa mga compact, high-speed na die-to-die na koneksyon. Ang key enabler ay ang interposer—isang intermediate layer, kadalasang silicon, sa ilalim ng dies na nagruruta ng signal na parang isang maliit na circuit board. Ang mas mahusay na mga interposer ay nangangahulugan ng mas mahigpit na pagkabit at mas mabilis na pagpapalitan ng signal.

Pinapabuti din ng advanced na packaging ang paghahatid ng kuryente. Ang mga siksik na hanay ng maliliit na metal na koneksyon sa pagitan ng mga dies ay nagbibigay ng sapat na daanan para sa kasalukuyan at data kahit na sa masikip na espasyo, na nagpapagana ng high-bandwidth na paglipat habang mahusay na gumagamit ng limitadong lugar ng pakete.

Ang pangunahing diskarte ngayon ay 2.5D integration: paglalagay ng maraming dies na magkatabi sa isang interposer. Ang susunod na hakbang ay ang 3D integration, na ang mga stack ay namatay nang patayo gamit ang through-silicon vias (TSVs) para sa mas mataas na density.

Ang pagsasama-sama ng modular chip na disenyo (paghihiwalay ng mga function at mga uri ng circuit) sa 3D stacking ay nagbubunga ng mas mabilis, mas maliit, mas matipid sa enerhiya na mga semiconductors. Ang co-locating memory at compute ay naghahatid ng malaking bandwidth sa malalaking dataset—mahusay para sa AI at iba pang mga high-performance na workload.

Ang vertical stacking, gayunpaman, ay nagdudulot ng mga hamon. Mas madaling maipon ang init, na nagpapahirap sa pamamahala ng thermal at ani. Upang matugunan ito, ang mga mananaliksik ay sumusulong ng mga bagong paraan ng packaging upang mas mahusay na mahawakan ang mga hadlang sa thermal. Gayunpaman, malakas ang momentum: ang convergence ng mga chiplet at 3D integration ay malawak na tinitingnan bilang isang nakakagambalang paradigm—nakahanda upang dalhin ang tanglaw kung saan umalis ang Batas ni Moore.


Oras ng post: Okt-15-2025