肖克利,顶流科学家创业失败

Chiplet和晶体管何去何从？

1965年摩尔在《电子学》杂志中发表了著名的“摩尔定律”，他的眼光注定了他要和“八叛逆”一起离开肖克利半导体实验室一起创立仙童半导体公司。1968年摩尔和罗伯特·诺伊斯一起成立了英特尔公司，并开始成为了英特尔的领军人物。有近50多年的时间里摩尔定律一直指引着芯片领域的发展，驱动了一系列的科技创新、社会改革、生产效率的提高和经济的增长。

个人电脑、互联网、智能手机等等一系列技术的改善和创新都离不开摩尔定律的延续。这么说大家可能很难理解“摩尔定律”的重要性，大家还记得网上广为流传的一张挖矿的图片，挖矿的过程和放弃仅仅只是一瞬间。这也侧面折射出了梦想和目标的重要性，假如有人告诉你大概挖多深就会有多少矿，那么你就会像打了鸡血一样持续挖下去。

“摩尔定律”恰巧就是给了半导体行业一个梦想和目标，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔两年就会增加一倍，大家只要朝着这个目标进发就可以了。所有半导体人都铆足了劲朝着“摩尔定律”既定的目标奋斗，没有人因为劳而无所得而中途放弃。摩尔定律面临着失效受硅的限制2010年开始半导体的进步步伐开始放缓了，芯片产商也渐渐地不公布每平方毫米有多少亿晶体管了，更多的晶体管挤到一块硅片上变得越来越困难了。

这直接导致了半导体制造厂商一方面寻求工艺的改进和提升来提高单位面积内晶体管的数量，另一方面在努力寻找替代硅的材料，比如氮化镓。Chiplet（小芯片）就是通过工艺的改进来解决“摩尔定律”失效的一种方法，Chiplet走向了和传统的片上系统（SOC）完全不同的道路，类似于搭建乐高积木，通过一组小芯片混搭成“类乐高”的组件。

Chiplet有别于现在我们所熟知的“多核”，它不仅仅可以从平面上去拓展芯片的性能，还可以从立体层面来提升芯片的综合性能。过去芯片是以“单片”设计在单片的硅上面制造生产。有小缺陷的芯片就会进行降级以更少的内核进行出售而不是完全地丢弃。当单个Chiplet小芯片有缺陷的时候，就可以用另一外一个小芯片来进行替换，这样就可以避免丢弃或者降级造成更多的浪费，进一步的提高产量。

芯片产商可以将多个Chiplet小芯片放入单个处理器中构成所需要的核心数量。AMD率先提出Chiplet模式，并在2019年全面采用Chiplet而获得了技术方面的优势，EYPC系列的成功更是让Chiplet正式地进入半导体主流视线中，要知道Chiplet并不算新概念，早在2014年海思和TSMC合作的CoWoS就有Chiplet的背影。

Chiplet通过die-to-die内部互联技术将多个模块芯片和底层的基础芯片封装在一起构成多功能的异构芯片模式。总结Chiplet如今能够这么火确实有它的优势，但如今Chiplet并没有完全发挥出“类乐高”的这种优势，Chiplet互联标准、开放平台也并没有建立，所以Chiplet在硅晶体管没有进行材料突破的前提下还是大有可为。