El gran futuro de los chips pequeños: la escala de mercado de los "chips pequeños" alcanzará los 5.800 millones de dólares en los próximos cinco años

De hecho, el concepto de chips existe desde hace varios años. Con la madurez de la tecnología avanzada de interconexión y empaquetado, la gente le presta cada vez más atención. Los chiplets pueden entenderse como bloques de silicio especiales o bloques de IP optimizados mediante el proceso de diseño y fabricación, que los hace lo más pequeños posible, para aumentar su producción y minimizar el costo. Después de todo, ahora que los chips de 7 Nm son caros, es hora de encontrar una solución. ¡La ley de Moore! Se acerca la era de los chips pequeños Hace 55 años, la ley de Moore, respetada como la "Biblia" de la industria de los chips, predijo que si el precio se mantenía sin cambios, el número de transistores que se pueden acomodar en el circuito integrado se duplicaría cada 18 a 24 meses, y el El rendimiento también se duplicará. La aparición de la ley de Moore ese año estableció un punto de referencia clave para el ritmo del desarrollo tecnológico, catalizó la prosperidad del mercado tecnológico y aportó un valor económico inconmensurable a toda la industria de TI. El uso de nodos avanzados tiene muchas ventajas, como una mayor densidad de transistores, menos espacio, mayor rendimiento y menor potencia, pero los desafíos son cada vez más difíciles de superar. En tamaños muy pequeños, el cuello de botella físico del chip se vuelve cada vez más difícil de superar. Especialmente en los últimos años, cuando los nodos avanzados avanzan hacia los 10 nm, 7 Nm y 5 nm, el problema ya no es solo un obstáculo físico. Cuantos más nodos evolucionen, mayor será el costo de miniaturización y cada vez menos empresas de diseño podrán soportar la carga económica. ¡Pequeño chip, gran futuro! La escala del mercado de "chips pequeños" alcanzará los 5.800 millones de dólares en los próximos cinco años Según informes públicos, el costo de diseño de los nodos de 28 nm es de aproximadamente 50 millones de dólares, mientras que el costo total de diseño de los nodos de 5 nm se ha disparado a más de 500 millones de dólares, lo que equivale a más de 3.500 millones de yuanes. Adherirse a la ley de Moore consiste en maximizar los beneficios. Si no se pueden reducir los costes de investigación y desarrollo y de producción, será una mala carga económica para los gigantes de los chips y las empresas emergentes. Afortunadamente, cada vez que la ley de Moore es condenada y llega a su fin, siempre inspirará a científicos e ingenieros a innovar ideas, presentar tecnologías innovadoras para cambiar el rumbo y alejar la ley de Moore que parece estar llegando a su fin nuevamente. y otra vez. El diseño modular basado en chips pequeños es una idea clave para resolver el problema de los costes.Tres valores del chip pequeño: desarrollo rápido, bajo costo y multifunción En el modo de diseño de chips actual, el IP de núcleo blando o el IP de núcleo duro a menudo se compran de diferentes proveedores de IP, se combinan con módulos de desarrollo propio para formar un sistema en chip (SOC) y luego el chip se produce en un nodo de proceso de fabricación. A través de tecnología de empaquetado avanzada, los chips pequeños pueden integrar una variedad de arquitecturas diferentes, diferentes nodos de proceso e incluso bloques de silicio especiales o bloques IP de fábricas de diferentes generaciones. Pueden omitir la transmisión y personalizar rápidamente un producto de súper chip que pueda cumplir con una variedad de requisitos funcionales. En comparación con un solo chip, los beneficios de un chip pequeño son múltiples. En primer lugar, el desarrollo de chips pequeños es más rápido. En sistemas informáticos como servidores, la potencia y el rendimiento están dominados por el núcleo de la CPU y el caché. Al combinar la memoria y las interfaces de E/S en un único chip de E/S, se puede reducir el retraso del cuello de botella entre la memoria y las E/S, lo que ayuda a mejorar el rendimiento. En segundo lugar, el coste de investigación y desarrollo de chips pequeños es menor. Debido a que los chips pequeños se componen de diferentes módulos de chip, los diseñadores pueden elegir la tecnología más avanzada en partes de diseño específicas y tecnología más madura y barata en otras partes, para ahorrar el costo total. Por ejemplo, el procesador de servidor epyc ryzen de segunda generación de AMD utiliza un diseño de chip pequeño para combinar el módulo de CPU fabricado por el proceso TSMC de 7 Nm más avanzado con el módulo de E/S fabricado por el proceso grofangde de 12/14 nm más maduro. 7 Nm puede satisfacer las necesidades de alta potencia informática y 12/14 nm reduce el costo de fabricación. La ventaja de esto es que el área del chip del proceso de 7 Nm se reduce considerablemente y la adopción de módulos de E/S más maduros ayuda a mejorar el rendimiento general y reducir aún más el costo de fundición de obleas. En general, cuantos más núcleos de CPU, más obvia será la ventaja de costos de la combinación de chips pequeños. Por último, los chips pequeños pueden satisfacer de forma flexible diferentes requisitos funcionales. Por un lado, el esquema de chip pequeño tiene buena escalabilidad. Por ejemplo, después de construir un troquel básico, sólo se puede aplicar un troquel a las computadoras portátiles, dos a las computadoras de escritorio y cuatro a los servidores; Por otro lado, los chips pequeños pueden actuar como procesadores heterogéneos y combinar diferentes elementos de procesamiento como GPU, motor de seguridad, acelerador de IA y controlador de Internet de las cosas en cualquier cantidad para proporcionar opciones de aceleración más ricas para diversos requisitos de aplicaciones.

Con la aparición gradual de las ventajas de los chips pequeños, están siendo adoptados por dispositivos semiconductores más avanzados y altamente integrados, como microprocesadores, SOC, GPU y dispositivos lógicos programables (PLD). Según las estadísticas de las instituciones de investigación, los microprocesadores constituyen el segmento de mercado más grande de chips pequeños. Se espera que la cuota de mercado de los microprocesadores que admiten chips pequeños aumente de 452 millones de dólares en 2018 a 2.400 millones de dólares en 2024. Al mismo tiempo, el campo de la informática se convertirá en el principal mercado de aplicaciones de chips pequeños, que se espera que represente el 96 % de los ingresos totales de chips pequeños este año. Predicción del mercado Según una investigación de mercado, los dispositivos semiconductores más avanzados y altamente integrados están adoptando el "chip pequeño". Por ejemplo, el microprocesador (MPU), los dispositivos de sistema en chip (SOC), la unidad de procesamiento de gráficos (GPU) y el dispositivo lógico programable (PLD), especialmente el MPU es el más popular. Incluso si solo calculamos el mercado de "chips pequeños" que dependen de MPU, alcanzará los 2.400 millones de dólares en 2024. Los "chips pequeños" se convertirán en un procesador de aplicaciones que integrará gráficos, motores de seguridad, aceleración de inteligencia artificial (IA) e Internet de bajo consumo. de las cosas (IOT) en los próximos cuatro años, que será el factor más importante en su mercado de 5.800 millones de dólares. Según el análisis de personas relevantes de la industria: "Desde los desarrolladores de software hasta los diseñadores de sistemas y los inversores en tecnología, durante décadas, todos han confiado en el calendario de dos años estipulado por la ley de Moore. Con la llegada de los pequeños chips, las empresas de semiconductores y las empresas que dependen de chips pequeños ahora tienen la oportunidad de volver a la tasa de crecimiento habitual, lo que aporta un gran valor económico a toda la industria tecnológica".