【導讀】隨著ChatGPT的火爆，AI技術再次引發人們的關注。數據顯示，現在與AI相關的芯片占比約為20%，而到2030年這一占比將會上升至70%。這意味著，未來不管做什么芯片，多少都和AI有關系。
隨著ChatGPT的火爆，AI技術再次引發人們的關注。數據顯示，現在與AI相關的芯片占比約為20%，而到2030年這一占比將會上升至70%。這意味著，未來不管做什么芯片，多少都和AI有關系。
與AI相伴而來的，是巨大的算力需求。現如今，半導體工藝制程發展已進入后摩爾定律階段，芯片資源密度和數字邏輯時鐘頻率的提升幅度逐代次衰減，導致芯片設計廠商只能通過增加芯片面積以提升集成度，不斷挑戰光罩極限。
Chiplet（芯粒，或小芯片）因其具有提升良率、突破光罩極限、芯片架構靈活、芯片組件技術供應貨架化等優異特點，受到產業界和學術界的廣泛重視。它是一種把傳統單芯片設計方案改為基于多個芯粒進行設計，并利用先進封裝工藝進行集成的芯片設計方法。Chiplet一詞既指一種特定技術，芯片設計方法、芯片設計架構，也可指組成最終芯片的“芯粒”組件，有時還被用來指代整個與Chiplet技術相關的產業群體。
國內也掀起過Chiplet的熱潮，不過到現在，Chiplet芯片主要以企業內部定制為主，沒有形成開放的生態。芯原股份創始人、董事長兼總裁戴偉民在ICCAD 2023上表示，開放式的Chiplet率先落地的應用場景，會是AIGC和智慧駕駛。
用Chiplet重塑AIGC和智慧駕駛行業
Chiplet在這兩年出現頻率極高，但從其本身而言，它在產業界并非新東西，而是已經存在十多年。Chiplet能夠在一定程度上緩解性能功耗間的矛盾，目前還存在兩種較為極端的認知：一種認為Chiplet無所不能，能夠實現中國集成電路突圍，另一種則認為Chiplet只是一種封裝技術，不必把它看太重。
但事實上，任何一門工藝本質上都是一把錘子，怎么使用，何時使用都要看具體針對哪些場景和問題。對現在這個時間點來說，AIGC和自動駕駛對于算力的需求增長最為迅速，所以Chiplet技術應用在這兩個場景的增長動力明顯增強。
戴偉民表示，國內近年來掀起百模大戰，實際上AI大模型數量最終會大幅收斂，因為它的電能消耗非常大而功能較為雷同，未來會在通用大模型中間進行微調，形成垂直領域大模型（垂域），比如醫療、政務等，形象來講，AI相關的應用是樹葉，通用大模型就是樹干，垂域大模型就是樹枝，而樹根就是算力。
以iPhone 4為代表的智能手機開啟了移動互聯網“牛市”，那么下一輪“牛市”在哪里？戴偉民認為，以ChatGPT為代表的大模型正引領大算力硬件的“牛市”，利用Chiplet技術的AI芯片是具性價比和能耗優勢的解決方案，將能夠應對大模型訓練和推理不斷增長的市場。
實際上，芯原早在6年前就已經與谷歌就AI的前沿應用展開合作，彼時業界對AI大模型這一概念還不熟知，也就是說，芯原早先于浪潮之前，就已開始布局相關技術。
智慧駕駛是Chiplet另一個重要市場。一方面，汽車架構正在逐漸從分散式轉變為按功能或位置組合的域控結構，另一方面，預計車廠將大幅增加算力，以探索更靈活的方式，將大型芯片中不同功能分割或混搭。
而Chiplet在汽車芯片中快速應用的主要驅動力包括三點。一是通過增加特定Chiplet來升級汽車芯片，可以大幅簡化汽車芯片迭代時的設計工作和車規流程；二是幾顆Chiplet同時失效的概率遠遠小于一顆汽車芯片失效的概率，因此也增加了汽車芯片的可靠性；三是Chiplet架構支持將高安全等級的相關功能放在一顆Die內，娛樂交互相關功能集成于另一顆Die，實現不同安全等級的子系統之間的有效隔離，從而有效提升汽車的安全性。
戴偉民表示，芯原在汽車半導體領域深耕多年，從智慧座艙到自動駕駛技術均有布局。
助力中國領先落地Chiplet
“芯原成立于2001年，并于2020年成功在上海證券交易所科創板掛牌上市，19年磨一劍。”戴偉民如是說。那么芯原在Chiplet技術方面進展如何？
芯原擁有豐富的處理器IP，其中包括已廣泛部署在各個高端及主流汽車中的GPU IP及其衍生發展而來的GPGPU，已在全球68家企業的120余款人工智能芯片中獲得采用的NPU IP及已被全球前20大云平臺解決方案提供商中的12家所采用的VPU IP等。芯原也已經布局了Chiplet接口IP和先進封裝技術。
“IP芯片化，IP as a Chiplet”和”芯片平臺化，Chiplet as a Platform”是芯原結合技術和市場特點，實現Chiplet產業化的重要手段。目前芯原已經基于Chiplet架構推出了高端應用處理器芯片平臺，并有序進行迭代工作。芯原的客戶也基于其多個IP，推出了面向數據中心和自動駕駛的采用Chiplet架構的芯片產品。
在AI應用方面，除了NPU、GPGPU、高性能GPU的儲備外，芯原還將自有的處理器IP進行原生耦合，形成了AI-GPU、AI-VPU、AI-ISP等子系統，給AI設備帶來了顛覆性的技術升級，將有力促進AIGC的快速發展。
在汽車方面，芯原擁有獲ISO 26262功能安全認證的處理器IP和車規級接口IP，可為客戶提供完整的車規級芯片設計與量產服務。比如，芯原的ISP IP同時獲得了汽車功能安全及工業功能安全認證，其芯片設計流程也獲得汽車功能安全管理體系認證。芯原的GPU IP和NPU IP已經在汽車上獲得了廣泛的應用，包括信息娛樂系統、儀表盤、車身環視、駕駛員狀態監控系統、ADAS、自動駕駛汽車等。此外，芯原已經幫助客戶設計了多顆基于先進工藝的高性能自動駕駛芯片，并成功幫助客戶設計和量產了多顆車規級MCU芯片。
Chiplet給產業帶來四個顯著的變化：IP芯片化、集成異構化、集成異質化和I/O增量化。其中，最為關鍵的是，統一的接口標準對于Chiplet產業落地發展至關重要。UCIe是一個很有影響力的國際開放標準。我們應該擁抱這種能極大整合業內資源的開放標準。芯原是大陸首批加入該組織的企業。
“芯原擁有豐富的處理器IP核，以及領先的芯片設計能力，加上我們與全球主流的封裝測試廠商、芯片制造廠商都建立了長久的合作關系，所以非常適合推出Chiplet業務。我們有望成為推出第一批Chiplet商用產品的企業，我們會不斷努力，助力Chiplet在智慧駕駛、AIGC等領域的產業化落地。”戴偉民如是說。
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