Chiplet生態(tài)系統(tǒng)開始浮出水面

專家出席會議：半導體工程與 Marvell 技術副總裁 Mark Kuemerle 坐下來討論小芯片設計的進展和剩余挑戰(zhàn);Alphawave Semi 產(chǎn)品營銷和管理副總裁 Letizia Giuliano;是德科技 HSD 部門負責人 Hee-Soo Lee;Cadence 計算解決方案事業(yè)部高級產(chǎn)品組總監(jiān) Mick Posner;以及新思科技多芯片戰(zhàn)略解決方案集團的產(chǎn)品管理總監(jiān) Rob Kruger。以下是今年設計自動化會議上舉行的圓桌討論的摘錄。此討論的第一部分可以在這里找到。

SE：軟IP的一大賣點是公司不必專注于所有事情。這顯著提高了生產(chǎn)力，使每家公司都能專注于自己的秘訣。據(jù)推測，小芯片也是如此。今天，你使用小芯片是因為你必須這樣做，但最終公司會使用小芯片，因為不這樣做是愚蠢的。這將使小芯片創(chuàng)建者能夠專注于一個問題，成為該功能的真正專家，并且比其他任何人都做得更好。這最終會有多大的優(yōu)勢？

Giuliano：特定應用小芯片的劃分是關鍵。如果我們能夠以正確的方式隔離系統(tǒng)——這就是客戶今天需要幫助的地方——那么就有可能將他們可以做得更好的部分分開，并將其余的問題留給我們。你把系統(tǒng)劃分到哪里？它將是 I/O、內存子系統(tǒng)、計算子系統(tǒng)。我們試圖在有意義的地方進行隔離。我們可以分擔問題，并利用我們的資源在這部分方面做得更好。我們認為我們可以做得更好，因為如果您考慮 I/O 和連接，就會發(fā)現(xiàn)有很多問題需要解決。我們如何在封裝上布線 I/O，如何連接到 2.5D 硅中介層——這些都是需要解決的重大而復雜的問題，我們有專門的資源來解決。今天，一些客戶不知道如何集成它，因為他們以前沒有這樣做過。我們比其他人先做小芯片，而且我們擁有做這件事的所有要素。現(xiàn)在，我們想把這些成分提供給那些習慣于自己做這一切的人。有些應用程序會先于其他應用程序先需要它。我們需要為這些工程師提供更多工具，以獲得他們想要的東西。我們正在為他們提供這些工具和功能。

Kuemerle：你說工具，這真的讓我印象深刻。從 EDA 支持的角度來看，我多年來的觀察之一是，當我們過去要構建基于小芯片的系統(tǒng)時，這是一件大事。讓這些東西協(xié)同工作所涉及的所有想法都非常復雜。在過去的一年里，我看到的一個關鍵變化是標準和 EDA 能力確實取得了進步。構建小芯片的許多最大挑戰(zhàn)都得到了改善。我們經(jīng)常談論樂高問題，但坦率地說，樂高問題是一個容易解決的問題。我們可以在幾天內與一群建筑師和工程師一起解決樂高拼圖，達成我們與客戶達成一致的協(xié)議，握手，然后繼續(xù)前進。然后 DFT 人員聚在一起，回到過去，幾個月后，他們才返回一個完整的整體包級 DFT 解決方案。我注意到的一件事是，隨著標準的發(fā)展，在多個小芯片之間協(xié)調測試的能力得到了顯著提高，以及控制多個不同設備的能力，就好像它們是同一個系列的一部分一樣。這一直是主要挑戰(zhàn)之一，我很高興看到朝著解決這個問題的方向邁進。

Giuliano：我們應該用小芯片生態(tài)系統(tǒng)取代小芯片市場這個詞，因為這不僅僅是找到一個你購買和集成的小芯片。這是所有的基礎設施。

Kuemerle：所有這些東西都把它聯(lián)系在一起。

Giuliano：我有一個 UCIe 基礎設施。我有一個工具和設計基礎設施，所以它不僅僅是一個 10 年后的市場。我們需要一個能夠構建基于小芯片的系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)。

Posner：我們經(jīng)常被問到，“為什么客戶會承擔多芯片和小芯片設計的額外復雜性，這些障礙是什么？他們接受它是因為他們想要三個 C。成本——他們正在尋找效率，也許是交換節(jié)點、靈活性、分解、聚合。定制 — 他們希望啟用定制。他們想要一些可以混合、匹配和擴展的東西。配置 — 他們希望能夠配置它并在將來重復使用它。生態(tài)系統(tǒng)、EDA 工具和 IP 至關重要。如果我們看看 DAC 地板上的一些演示，您會發(fā)現(xiàn)它不再是 PowerPoint。這是實際的工具。

克魯格：我們正在將 IP 集合出售到小芯片領域?，F(xiàn)在，您可以通過構建子系統(tǒng)來增加更多價值?？蛻魜碚夷闶菫榱艘患拢缓竽阆蛩麄冋故疚覀兛梢宰龈嗟氖虑?，你不必擔心這方面，比如 DFT。他們更快地進入市場。例如，他們可以考慮他們的關鍵問題，而不是 I/O 問題，并繼續(xù)進一步向上移動。您可以從子系統(tǒng)到軟小芯片。也許這不是一刀切的，但他們可以靈活地定制它，他們可以做到，或者我們可以幫助他們。有不同的方法可以做到這一點，不同的合作伙伴關系和生態(tài)系統(tǒng)。不一定都是我們自己。它可以是與合作伙伴一起。

李：另一點是可信度。在設計小芯片時，您必須能夠預測性能。這不僅涉及物理實現(xiàn)，還涉及集成到復雜系統(tǒng)中時預測其性能的效率。你打算如何衡量它？當我們談論生態(tài)系統(tǒng)時，它不僅僅是 EDA 的角度。它涉及整個工作流程。對于性能，您必須考慮如何衡量它，您將在哪里訪問它。我們認為這將影響小芯片的設計。

SE：軟知識產(chǎn)權行業(yè)必須達成一致的另一件事是可交付成果的清單。你不只是說，'這是你的小芯片，去集成它。2.5D 集成存在熱、電磁干擾、應力等新問題。哪些模型必須與小芯片一起使用才能實現(xiàn)集成？

Kuemerle：你談到了我們根本沒有取得任何進展的一個地方——熱力。從熱的角度來看，我們如何交換數(shù)據(jù)？這是我們可能陷入最大麻煩的關鍵領域之一。我們可能會假設 I/O 小芯片具有均勻的熱密度，但實際上它有一堆 SerDes 端口。這意味著熱點，我們應該知道它們在哪里。我們如何分享這些熱點在哪里？我們如何確保每個人都擁有所需的數(shù)據(jù)？沒有關于熱信息交換工具的協(xié)議。同樣，給定類型的 IP 也沒有標準占用空間。每個小芯片都有卷須，這些卷須進入系統(tǒng)中的其他芯片。我們現(xiàn)在有一個業(yè)內 40% 的人同意的界面。對不起，我試圖慷慨大方。這就是為什么我們看到小芯片搖狗的原因。你弄清楚這些卷須是什么，將它們構建到你的系統(tǒng)中。你弄清楚你有哪些散熱模型，并圍繞這些模型構建你的系統(tǒng)，或者玩弄你能得到的東西，而不是知道當我購買小芯片時，我確切地知道我會得到什么。

朱利亞諾：另外，我們還有包裝的狂野西部。這是一個封閉的系統(tǒng)。它根本不開放。有臺積電生態(tài)系統(tǒng)，有三星生態(tài)系統(tǒng)，那里有另一個參與者，他們每個人都有一套不同的抵押品。設計規(guī)則不規(guī)范。

Posner：沒有辦法將模具從一家鑄造廠送到另一家鑄造廠進行包裝。

朱利亞諾：這是一個供應鏈問題。你可能會認為 HBM 作為有史以來第一個小芯片，這些事情已經(jīng)解決了，但事實并非如此。它并不對所有人開放。

克魯格：有很多創(chuàng)新。我看到了 CNN 一篇關于先進封裝的文章。我從沒想過我會看到這一點。

朱利亞諾：這也正在成為整個法國的共同話題。

Kuemerle：我們這些白發(fā)蒼蒼的人還記得，當包裝剛剛完成時，你完成了芯片，然后把它扔給包裝人員，然后說，'你有兩周的時間。去。讓它適合我的芯片。我不會改變任何東西。

朱利亞諾： 現(xiàn)在，包裹人員是我最好的朋友。

庫默勒： 現(xiàn)在他們主持了這場演出。

波斯納：Cadence 的觀點略有不同?？梢宰龊芏喙ぷ鱽眍A測您未來需要的可交付成果。Cadence 去年為一個非常具體的應用——物理人工智能——對小芯片進行了流片。這樣做的心態(tài)是，在他們有信心從你那里獲得可交付成果之前，沒有人會參與其中，這意味著我們必須能夠自己接受該可交付成果。我們做了這個原型流片，它解決了有關包裝如何工作的許多挑戰(zhàn)。熱會是什么樣子？但借助 Arm CSA、imec、UCIe，它們都解決了小芯片解決方案的一小部分問題。您擁有符合 Arm CSA 的基礎設施，它涵蓋了 imec 的安保和安全，并且是硬件、電氣和軟件的混合體。該原型旨在證明小芯片生態(tài)系統(tǒng)。我們的愿景是實現(xiàn)一個小芯片生態(tài)系統(tǒng)，從根本上說，你必須創(chuàng)建這個生態(tài)系統(tǒng)。該框架需要封裝 UCIe、小芯片管理、安全、安全。Cadence 查看了所有標準，并試圖創(chuàng)建一個超級集來啟動它。那么，什么時候可以買到小芯片呢？如果您需要物理 AI 解決方案，您現(xiàn)在可以向 Cadence 下訂單。當您看看誰在實施物理人工智能時，汽車原始設備制造商在半導體設計方面?zhèn)鹘y(tǒng)上沒有優(yōu)勢。這是新的機器人公司、新的無人機公司、航空航天和國防。它們是想要聚合和重用的典型例子。Cadence 選擇了一個垂直細分市場來啟動生態(tài)系統(tǒng)。我們希望通過擴展框架、硬件、軟件、協(xié)議、EDA 流程和 IP 合并來啟動整個生態(tài)系統(tǒng)。

李：你談到了模型。在考慮小芯片的物理實現(xiàn)時，存在許多挑戰(zhàn)。我們專注于涉及在制造互連方面使用硅的情況。每塊硅都以不同的方式結構——例如，傳輸線結構。這是傳統(tǒng)的輸電線路嗎，因為我們正在為這些輸電線路結構制作陰影接地層？分析這在計算上非常昂貴。在某些情況下，可能需要一周的時間才能完成這些互連的建模。EDA 行業(yè)可以通過改進互連級分析、提高其可預測性來提供幫助，尤其是在我們看到大量陰影接地層的情況下。這不僅在物理實現(xiàn)中，而且能夠預測性能，而不是使用計算成本高昂的解決方案。這是行業(yè)如何尋求 EDA 供應商來解決這些問題的一個例子。沒有人愿意憑希望來設計任何東西。他們想驗證它。但他們也不想花一個月的時間進行分析和模擬。