7/18/2024，光纖在線訊，文章來源：逍遙設(shè)計自動化

簡介
    在當(dāng)前半導(dǎo)體行業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn)的背景下，AMD公司的Corporate Fellow兼SVP Sam Naffziger分享了他對行業(yè)瓶頸的見解以及未來發(fā)展方向。本文將詳細探討半導(dǎo)體芯片發(fā)展的主要瓶頸，以及未來5-10年內(nèi)芯片技術(shù)可能的發(fā)展方向。

      
當(dāng)前芯片發(fā)展的瓶頸
    雖然摩爾定律一直是業(yè)界討論的熱點，但我們需要關(guān)注的是：目前芯片發(fā)展的主要瓶頸在哪里？為什么單核CPU的速度無法與晶體管密度的增加保持同步增長？

    答案在于能耗問題。隨著晶體管密度的增加，單核CPU的能耗并沒有等比例降低。因此，為了解決能耗問題，芯片設(shè)計不得不向多核心或GPU架構(gòu)發(fā)展。這也解釋了為什么臺積電將未來半導(dǎo)體制程發(fā)展的主要方向定位于降低能耗，而不僅僅是提高晶體管密度。

      
芯片設(shè)計向GPU+CPU混合架構(gòu)發(fā)展的原因
    相較于傳統(tǒng)CPU，GPU或CPU&GPU的混合架構(gòu)能在一定程度上解決能耗劇增的問題，同時保證算力在可控能耗條件下持續(xù)提升。這也是芯片設(shè)計趨勢從純CPU向CPU&GPU混合架構(gòu)轉(zhuǎn)變的主要原因。

    理解了這一點，我們就能明白為什么定制化芯片架構(gòu)成為一個主要發(fā)展方向。定制化芯片架構(gòu)能在相同能耗條件下大幅提高算力，這是傳統(tǒng)CPU難以實現(xiàn)的。

      
Chiplet技術(shù)的興起
    Chiplet技術(shù)的發(fā)展使IC設(shè)計師能更快速、更好地定制化芯片。此外，相比傳統(tǒng)SoC設(shè)計，Chiplet設(shè)計在制造良率上也具有優(yōu)勢。

先進封裝技術(shù)的重要性
    隨著Chiplet設(shè)計的普及，為了支持這種設(shè)計方式并解決芯片間數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎膯栴}，先進封裝技術(shù)成為了一個關(guān)鍵的技術(shù)支撐。

    早期，由于成本考慮，先進封裝技術(shù)并未被廣泛采用。但隨著先進制程成本的大幅上升，以及芯片間傳輸能耗成為系統(tǒng)能耗的主要部分，越來越多的公司開始探索先進封裝技術(shù)。目前，許多產(chǎn)品使用先進封裝技術(shù)已經(jīng)獲得了很好的性價比，推動了這一技術(shù)的快速發(fā)展。

      
      
未來發(fā)展趨勢
    面對AI和大型語言模型（LLM）帶來的巨大算力需求，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)需要找到既能大幅提升算力，又能避免能耗快速增加的解決方案。

    因此，我們可以預(yù)見以下趨勢：
    ·  定制化芯片（包括定制GPU和ASIC）的趨勢將持續(xù)。
    ·  Chiplet技術(shù)帶來的設(shè)計便利性和經(jīng)濟效應(yīng)將繼續(xù)推動其發(fā)展。
    ·  先進封裝技術(shù)在降低系統(tǒng)能耗方面的優(yōu)勢將促進其進一步發(fā)展。

    芯片設(shè)計（GPU、ASIC等）、Chiplet技術(shù)和先進封裝技術(shù)的發(fā)展將形成一個良性循環(huán)，持續(xù)推動未來幾年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考信息
https://www.youtube.com/watch?v=QlsXecH_YsY