（原标题：深度解读Chiplet、3D-IC、AI的难点与挑战）

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下一波高性能半导体的难点和一些处置决策。

近日，有媒体与Ansys院士Bill Mullen、西门子 EDA 居品管束高档总监 John Ferguson、是德科技新市集与计策筹办高档总监 Chris Mueth、Cadence高档工程行状部总监 Albert Zeng 以及新念念科技高档总监兼 AI 居品管束考究东说念主 Anand Thiruvengadam 就Chiplet 以及向3D-IC 转型所濒临的挑战进行了探讨。以下是 ESD Alliance 2025 大会现场不雅众参与参议的提要。

LR：Ansys 的 Mullen；西门子的Ferguson；是德科技的 Mueth；Cadence的Zeng；Synopsys 的 Thiruvengadam

SE：逾越的芯片制造商在二维微缩方面的采取也曾所剩无几。咱们初始在超大领域数据中心内看到多芯片组件和芯片集，而且这种情况还将不绝下去。当今的挑战是如何携带半导体生态系统的其他部分跟上这一规律。那么，咱们该如何杀青这一主义呢？

Mueth：圭臬在这里变得相配重要。集成电路筹备有一套时势论，而且在以前的几十年里，咱们这个行业也曾变得相配高效。咱们有IP提供商和圭臬，不错浪漫处理层级结构。咱们领有多家公司，因此你不消我方开辟总共东西。此外，还有“芯片经济”（chiplet economy）的宗旨，即不再由Arm提供用于SoC的内核，而是一些供应商提供芯片，其他供应商再将其集成到3D-IC系统中。这其中蕴含着好多机遇，但也存在许多新的挑战。咱们将翘首以待，跟着圭臬的制定和公司间结合的激动，这种情况将如何发展。

Ferguson：在性能和集成度是驱动成分的领域，咱们也曾作念到了这极少。但这些必须与本钱进行衡量，因为芯片并未低廉。在高数据速度、高带宽，或者需要高度集成的组件的情况下，芯片很颠倒旨。这种情况正在发生。但咱们需要更多这样的用例。那么，如何才能杀青它呢？当前，业界的瓶颈在于如何整合工艺和封装手艺来杀青这极少，以及如何测试这些芯片。这些芯片极其复杂，测试难度极大，因为你无法探伤芯片里面的总共细节。因此，咱们需要为此开辟新的时势。圭臬是好的，因为单个公司无需再行发明轮子。芯片每每都是定制居品。但如若你罢免圭臬——举例，测试行业也罢免圭臬——那么你就不消我方再行发明轮子。你不错摊派这类手艺所需的用度和成立职责。

SE：咱们参议 Chiplet 也曾很深切。它们仍然不太容易整合，即使是那些正在自主研发 Chiplet 的公司，对吗？

Ferguson：没错，这恰是问题的重要所在。如何将这些分歧的芯片拼装在一皆，确保它们可靠运行，良率合理，而况还能达到主义？这远不如咱们早已熟知并风尚的老式二维筹备过程那么浅显。固然法子好多换取，但法子数目更多，因为你要拼装各式不同的芯片和工艺。此外，这还会产生额外的本钱。这不像领有PDK和配套的工艺手艺那么浅显。你必须从不同的方位获取这些手艺，因为它们并非老是来自团结家供应商。你承担着巨大的风险。东说念主们不会立即参预其中。你必须比及找到相宜的手艺——一种能够盈利，足以对消风险和本钱的手艺。

Thiruvengadam：这险些即是推动生态系统不同部分对东说念主工智能需求的成分。举例，如若你驳倒的是芯片集成，就会发现其中存在许多对坐蓐力有紧要影响的复杂性。咱们看到的是，就盈利才气和弥补这一差距而言，传统的扩张神色与行业需求之间的差距正在握住扩大。这将对坐蓐力和市集产生巨大影响，而这恰是东说念主工智能发扬作用的方位。咱们的许多客户都濒临着坐蓐力挑战，他们需要东说念主工智能驱动的处置决策来弥补坐蓐力差距。

Zeng：在生态系统方面，咱们需要堆叠圭臬。一个巨大的挑战是如何确保总共凸块和信号都对皆。台积电与3Dblox有一个圭臬，不错最大礼貌地减少熵值。这是一个很好的标的。筹备芯有顷，你不错自行签核。但当你将它们拼装在一皆时，你需要提供一些模子供东说念主们在3D-IC级别进行模拟。你需要能够容貌芯片的功率、热效应、翘曲和应力。这是东说念主们拼装芯片的必要条目。如若你只提供GDS，你怎么能要求东说念主们拼装这样大的系统并进行分析呢？

Mullen：在此基础上，你不行径直把GDS（通用数据结构）交给GPU供应商，因为它每每返自多家供应商。HBM供应商需要将内存芯片的模子交给GPU供应商，但他们需要确保这些芯片能够协同办事。因此，IP保护变得相配重要。咱们必须领有高效的、能够协同办事的多物理模子，而况能够保护生态系统中不同公司的IP。

Mueth：这需要并行工程。如若你的居品筹备谨慎性能，那么你需要将制造和材料科学纳入筹备过程，并将其提前到位，这样你才能在热应力、机械应力以及拼装神色方面作念出衡量。这蹙迫需要一个能够整合总共这些成分的平台。

SE：固然圭臬细目会有所匡助，但险些总共使用小芯片的筹备，致使一些先进的封装，都是一次性的。圭臬如何适宜这种情况？

Ferguson：这是挑战的一部分。这个行业最大的圭臬是电子表格。每个东说念主都必须在某种进程上创建我方的电子表格。咱们试图整合一些能够匡助你的平台，尽可能地捕捉和汇总这些信息。但这其中仍然会波及到一些东说念主工工程。

Mueth：一些共通之处可能在于过程本人。因此，您所针对的运用范例或运用范例系列可能有所不同，但很猛进程上仍然是定制的。关联词，如若您制定了打包和部署打包决策，那么这部安分容很可能不错在各个运用范例之间互相鉴戒。

SE：几家逾越的代工场建议了有限数目、经过事先测试的先进封装决策的想法，因为他们知说念这些组件不错协同办事。这种决策可行吗？

Mullen：咱们需要作念的远不啻这些，而且咱们也捏政着这个标的骁勇。UCIe 和 Bunch of Wires 即是其中之一。此外，还有一些左券圭臬正在开辟中。我敬佩他们正在尝试制定通用凸块间距或羼杂键合间距。当前还处于早期阶段，但跟着东说念主们推动多供应商芯片集成，这方面的办事将会赢得发展。

Ferguson：有些代工场致使走得更远。他们会说：“告诉咱们你想相连什么，咱们会把它们放在什么位置以及如何相连。” 代工场需要时候来作念这些决定。自制是，如若他们搞砸了，职责不在你。但这如实败坏时候，也激励了东说念主们对他们如何作念出这些决定的质疑。筹备团队是否不错作念些什么来提高利润？你又看不到腊肠是怎么作念的。

SE：这与圭臬 IP 比拟如何？

Zeng：对于IP，有圭臬的容貌时势。它也曾在EDA生态系统中存在了相配长一段时候，东说念主们也曾用它来进行屡次流片。对于Chiplet，挑战之一是你当今需要斟酌多物理场效应。这与单片筹备中的传统IP时势截然违抗。你必须斟酌温度梯度对筹备的影响。电压引起的翘曲会有什么影响？咱们如实需要一个建模圭臬。许多供应商也曾领有为我方的筹备生成模子的器具。咱们枯竭的是不错被总共器具使用并考证的可互换模子。

Thiruvengadam：说得对。另一个方面是筹备集成才气。咱们需要一个能够整合不同详尽宗旨的单一平台处置决策。这是另一个重要的手艺要求，岂论客户或供应商是谁。您还需要领有更高头绪的视角，以便真实整合不同公司的芯片。不错将其视为一个总体平台。

SE：跟着咱们进入 Chiplet 领域，咱们也初始看到对于 3D-IC 的更严肃的参议。咱们在前沿领域或者也曾听到这个话题十年了。OSAT、代工场和 EDA 器具供应商都将其视为功率和性能的下一个紧要冲突，亦然杀青功率和性能数目级普及的独一阶梯。但当今你必须处理散热、考证和合座筹备过程方面的问题。咱们先从散热提及。咱们如何冷却这些成立？

Mullen：莫得单一的处置决策。一个巨大的行业正在有计划微流体、液体冷却、两相冷却和浸入式冷却等手艺。这些手艺都还在研发中。金刚石材料也正在被有计划。你需要从这些系统中开释出无数的热量，而这些系统在很小的面积内可能领寥落千瓦的功率密度。因此，这其中波及的元素好多，数据中心也因此发生了变化。为了使这一主义切实可行，需要处置许多不同的方面。

Ferguson：它还包括玻璃、陶瓷等新材料，以过火他保温或散热的时势。

Mueth：这是一个制造材料科常识题，需要整合热界面材料。此外，还不错采取调度电压、时钟频率和操作，以匡助管束热量。但归根结底，这一切都与散热关连，而这并非一个容易处置的问题。

Zeng：要处置散热问题，咱们需要从两个方面入辖下手。一是从筹备角度。传统上，芯片筹备师并不眷注散热问题。他们只会筹备好芯片，然后交给系统级筹备师，但愿他们能从封装或散热器的角度处置问题。我去过一家拼装H400系统的工场，看到散热器相配高。这种筹备在将来行欠亨。咱们需要在系统筹备之初就初始斟酌散热问题。“这个布局确实有益于散热吗？”他们需要从一初始就进行这些分析。其次，在系统层面，咱们看到了其他处置这个问题的立异时势，包括径直冷却、冷却板和两相浸入式冷却。我去过一家初创公司，他们使用径直冷却手艺筹备芯片。他们在芯片中放手了许多不同的中枢，并凭据芯片产生的热量漫衍图，径直将液体注入那些可能产生热门的区域。这是一种相配立异的时势，将芯片筹备、冷却和物理筹备联接在一皆。

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