Chip nhỏ tương lai lớn - quy mô thị trường "chip nhỏ" sẽ đạt 5,8 tỷ USD trong 5 năm tới

Trên thực tế, khái niệm chip đã tồn tại được vài năm. Với sự trưởng thành của công nghệ kết nối và đóng gói tiên tiến, mọi người ngày càng chú ý đến nó. Chiplets có thể được hiểu là các khối silicon đặc biệt hoặc khối IP được tối ưu hóa bằng quy trình thiết kế và sản xuất, làm cho chúng càng nhỏ càng tốt để tăng sản lượng và giảm thiểu chi phí. Rốt cuộc, bây giờ chip 7Nm đắt tiền, đã đến lúc phải tìm ra giải pháp. Định luật Moore! Thời đại của chip nhỏ đang đến 55 năm trước, định luật Moore, được coi là “Kinh thánh” của ngành công nghiệp chip, đã dự đoán rằng khi giá không đổi, số lượng bóng bán dẫn có thể chứa trên mạch tích hợp sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 18-24 tháng, và hiệu suất cũng sẽ tăng gấp đôi. Sự xuất hiện của định luật Moore năm đó đã đặt ra chuẩn mực quan trọng cho tốc độ phát triển công nghệ, xúc tác cho sự thịnh vượng của thị trường công nghệ và mang lại giá trị kinh tế vô giá cho toàn ngành CNTT. Sử dụng các nút nâng cao có nhiều ưu điểm, chẳng hạn như mật độ bóng bán dẫn cao hơn, ít không gian hơn, hiệu suất cao hơn và điện năng thấp hơn, nhưng những thách thức ngày càng khó vượt qua. Với kích thước rất nhỏ, nút cổ chai vật lý của chip ngày càng khó khắc phục. Đặc biệt trong những năm gần đây, khi các nút tiên tiến tiến tới 10nm, 7Nm và 5nm, vấn đề không còn chỉ là trở ngại vật lý nữa. Càng nhiều nút phát triển, chi phí thu nhỏ càng cao và ngày càng có ít công ty thiết kế có thể chịu gánh nặng kinh tế. Con chip nhỏ tương lai lớn! Quy mô thị trường “chip nhỏ” sẽ đạt 5,8 tỷ USD trong 5 năm tới Theo báo cáo công khai, chi phí thiết kế của các nút 28nm là khoảng 50 triệu USD, trong khi tổng chi phí thiết kế của các nút 5nm đã tăng vọt lên hơn 500 triệu USD, tương đương hơn 3,5 tỷ nhân dân tệ. Tuân thủ định luật Moore là tối đa hóa lợi nhuận. Nếu R&D và chi phí sản xuất không thể giảm, đó sẽ là gánh nặng kinh tế tồi tệ cho các gã khổng lồ chip và các công ty khởi nghiệp. May mắn thay, bất cứ khi nào định luật Moore bị lên án và sắp kết thúc, nó sẽ luôn truyền cảm hứng cho các nhà khoa học và kỹ sư đổi mới ý tưởng, đưa ra những công nghệ đột phá để lật ngược tình thế và đẩy định luật Moore tưởng như sắp kết thúc vào khoảng cách một lần nữa. Và một lần nữa. Thiết kế mô-đun dựa trên chip nhỏ là một ý tưởng rất quan trọng để giải quyết vấn đề chi phí.Ba giá trị của chip nhỏ: phát triển nhanh, chi phí thấp và đa chức năng Trong phương thức thiết kế chip hiện nay, IP lõi mềm hay IP lõi cứng thường được mua từ các nhà cung cấp IP khác nhau, kết hợp với các module tự phát triển để tạo thành một hệ thống trên chip (SOC), sau đó chip được sản xuất tại nút quy trình sản xuất. Thông qua công nghệ đóng gói tiên tiến, các chip nhỏ có thể tích hợp nhiều kiến ​​trúc khác nhau, các nút xử lý khác nhau và thậm chí cả các khối silicon hoặc khối IP đặc biệt từ các nhà máy thế hệ khác nhau. Họ có thể bỏ qua việc phát trực tuyến và nhanh chóng tùy chỉnh một sản phẩm siêu chip có thể đáp ứng nhiều yêu cầu chức năng khác nhau. So với một con chip đơn lẻ, lợi ích của một con chip nhỏ là rất nhiều. Đầu tiên, việc phát triển chip nhỏ nhanh hơn. Trong các hệ thống máy tính như máy chủ, sức mạnh và hiệu suất bị chi phối bởi lõi CPU và bộ đệm. Bằng cách kết hợp bộ nhớ và giao diện I/O vào một chip I/O duy nhất, có thể giảm độ trễ nghẽn cổ chai giữa bộ nhớ và I/O, giúp cải thiện hiệu suất. Thứ hai, chi phí nghiên cứu và phát triển chip nhỏ thấp hơn. Bởi vì các chip nhỏ bao gồm các mô-đun chip khác nhau, các nhà thiết kế có thể chọn công nghệ tiên tiến nhất trong các bộ phận thiết kế cụ thể và công nghệ rẻ hơn và hoàn thiện hơn ở các bộ phận khác để tiết kiệm chi phí tổng thể. Ví dụ: bộ xử lý máy chủ epyc thế hệ thứ hai của AMD sử dụng thiết kế chip nhỏ để kết hợp mô-đun CPU được sản xuất bởi quy trình TSMC 7Nm tiên tiến hơn với mô-đun I/O được sản xuất bởi quy trình grofangde 12/14nm hoàn thiện hơn. 7Nm có thể đáp ứng nhu cầu về sức mạnh tính toán cao và 12/14nm giúp giảm chi phí sản xuất. Ưu điểm của việc này là diện tích chip của quy trình 7Nm giảm đi đáng kể và việc áp dụng các mô-đun I/O hoàn thiện hơn giúp cải thiện năng suất tổng thể và giảm hơn nữa chi phí sản xuất wafer. Nhìn chung, càng nhiều lõi CPU thì lợi thế về chi phí của việc kết hợp chip nhỏ càng rõ ràng. Cuối cùng, những con chip nhỏ có thể đáp ứng linh hoạt các yêu cầu chức năng khác nhau. Một mặt, sơ đồ chip nhỏ có khả năng mở rộng tốt. Ví dụ: sau khi xây dựng một khuôn cơ bản, chỉ có thể áp dụng một khuôn cho máy tính xách tay, hai khuôn cho máy tính để bàn và bốn khuôn cho máy chủ; Mặt khác, các chip nhỏ có thể hoạt động như các bộ xử lý không đồng nhất và kết hợp các yếu tố xử lý khác nhau như GPU, công cụ bảo mật, bộ tăng tốc AI và bộ điều khiển Internet vạn vật ở bất kỳ số lượng nào để cung cấp các tùy chọn tăng tốc phong phú hơn cho các yêu cầu ứng dụng khác nhau.

Với sự xuất hiện dần dần những lợi thế của chip nhỏ, nó đang được áp dụng bởi các thiết bị bán dẫn tiên tiến hơn và tích hợp cao hơn như bộ vi xử lý, SOC, GPU và thiết bị logic lập trình (PLD). Theo thống kê của các tổ chức nghiên cứu, bộ vi xử lý là phân khúc thị trường lớn nhất của chip nhỏ. Thị phần của bộ vi xử lý hỗ trợ chip nhỏ dự kiến ​​sẽ tăng từ 452 triệu USD năm 2018 lên 2,4 tỷ USD vào năm 2024. Đồng thời, lĩnh vực điện toán sẽ trở thành thị trường ứng dụng chính của chip nhỏ, dự kiến ​​chiếm 96 % tổng doanh thu của chip nhỏ trong năm nay. dự đoán thị trường Theo nghiên cứu thị trường, "chip nhỏ" đang được áp dụng bởi các thiết bị bán dẫn tiên tiến hơn và tích hợp cao hơn. Ví dụ: bộ vi xử lý (MPU), thiết bị hệ thống trên chip (SOC), bộ xử lý đồ họa (GPU) và thiết bị logic lập trình (PLD), đặc biệt MPU là phổ biến nhất. Ngay cả khi chúng ta chỉ tính thị trường "chip nhỏ" dựa vào MPU, nó sẽ đạt 2,4 tỷ USD vào năm 2024. "Chip nhỏ" sẽ trở thành bộ xử lý ứng dụng tích hợp đồ họa, công cụ bảo mật, tăng tốc trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet tiêu thụ điện năng thấp of things (IOT) trong bốn năm tới, đây sẽ là yếu tố quan trọng nhất trong thị trường trị giá 5,8 tỷ USD của nó. Theo phân tích của những người có liên quan trong ngành: “Từ nhà phát triển phần mềm, nhà thiết kế hệ thống đến nhà đầu tư công nghệ, trong nhiều thập kỷ, mọi người đều dựa vào thời gian biểu hai năm do định luật Moore quy định. Với sự ra đời của chip nhỏ, doanh nghiệp bán dẫn và doanh nghiệp vốn dựa vào chip nhỏ giờ có cơ hội quay trở lại tốc độ tăng trưởng thông thường, mang lại giá trị kinh tế lớn cho toàn ngành công nghệ”.