半导体ip公司是什么意思-华为、苹果等巨头入局是否布局半导体新主线？

浙商证券近日表示，chiplet模式是摩尔定律放缓下半导体技术的发展方向之一。 该解决方案通过多个裸芯片的先进封装实现了对先进工艺迭代的弯道超车。 与传统SoC解决方案相比，Chiplet模式具有设计灵活性、成本低、上市时间短三大优势。 近年来，国际厂商积极推出相关产品，如华为鲲鹏920、AMD的Milan-X、苹果M1 Ultra等。 Chiplet也有望对封测/IP厂商提出更高的要求，带来新的发展机遇。

投资要点

■Chiplet：延续摩尔定律——替代先进制造工艺之路！

随着先进工艺迭代到7nm、5nm、3nm，摩尔定律逐渐放缓，先进工艺的开发成本和难度增加。 后摩尔时代的SoC架构存在灵活性低、成本高、上市时间长等缺点。 Chiplet解决方案显着改善了SoC现有的问题。 Chiplet方案是当前先进工艺的重要替代方案。 通过chiplet解决方案，中国大陆或许能够弥补目前芯片制造先进工艺技术落后的短板，为国内半导体产业链带来新的机遇。

国际巨头华为、AMD、英特尔都在积极布局chiplet并推出相关产品。 华为于2019年推出了基于Chiplet技术的7nm鲲鹏920处理器吉祥物，典型主频下SPECint Benchmark得分超过930，超出行业基准25%。 AMD于今年3月推出了基于台积电3D Chiplet封装技术的第三代服务器处理芯片。 苹果推出了采用台积电CoWos-S桥接工艺的M1 Ultra芯片。 两个M1 Max芯片的内部互连实现了性能飞跃。

■产业创新：先进封装+IP复用——供应链关键！

国际厂商英特尔、台积电、三星等多家企业打造了自己的chiplet生态系统，并积极抢占chiplet先进封装市场。 长电科技于6月加入UCIe产业联盟，并于去年推出全系列XDFOI™超高密度扇出封装解决方案。 通富微电子与AMD紧密合作，现已具备大规模芯片组先进封装技术生产能力。 Chiplet模式下的IP复用，帮助IP供应商转型为chiplet供应商，并进军硬件领域。

■潜在受益企业

先进封装测试：通富微电子、长电科技等；

设计IP公司：芯原等；

封装测试设备：华峰测控、长川科技、新易昌、禾林维纳等；

封装载板：兴森科技等

■风险提示

先进封装进展不及预期； 科技领域制裁力度加大。

1.Chiplet：延续摩尔定律——先进工艺替代之路！

1.1.Chiplet助力先进工艺弯道超车。

Chiplet模式是摩尔定律放缓下半导体技术的发展方向之一。 近几十年来，芯片制造工艺基本按照摩尔定律发展。 芯片单位面积可容纳的晶体管数量大约每18个月增加一倍，芯片性能和成本均得到改善。 但随着工艺迭代到7nm、5nm、3nm及以下，先进工艺研发的成本和难度增加，开发先进工艺的经济效益逐渐受到质疑。 后摩尔定律时代的主流芯片架构SoC（片上系统）推动了摩尔定律的继续发展，将多个负责不同计算任务的组件集成在单个芯片上卡通人物，用单个芯片实现完整的功能，并利用每个功能区域的工艺流程相同。 Chiplet模型中可能存在弯道超车的机会。 这种模式将芯片的不同功能分割成裸芯片，然后通过先进封装以类似于搭积木的方式组合起来。 通过采用基于异构集成的先进封装技术，该芯片可以绕过先进制造工艺，提高性能，同时通过算力扩展降低成本、缩短生产周期。 总的来说半导体ip公司是什么意思，Chiplet 是一种高性能、低成本、快速上市的解决方案，它将多个芯片（如 I/O、内存和 IP 核）组装在一个封装中。

Chiplet方案对封装工艺提出了更高的要求。 Chiplet 与 SiP 类似，它们集成和封装不同的组件。 但Chiplet的裸芯片相互独立，集成度较高。 它们没有集成在单个晶圆上。 Chiplets目前的封装方案主要包括2.5D封装、3D封装、MCM封装等类型。 Chiplet的封装方案必须实现各个裸芯片之间的互连，同时保证各个部分之间的信号传输质量。

国际巨头成立UCIe产业联盟，推动互联协议标准的推广。 Chiplet模式需要各个公司的芯片互连半导体ip公司是什么意思，如何定义互连标准是一个重要问题。 Intel于2020年加入美国CHIPS联盟后，免费提供AIB互连总线接口许可，支持Chiplet生态系统建设。 但其他厂商担心该接口许可需要使用英特尔自有的先进封装技术EMIB，因此最终该标准并未得到普及。 使用。 Intel、AMD、Arm、高通、三星、台积电、日月光、Google Cloud、Meta、微软等主要厂商于2022年3月组成UCIe产业联盟，旨在建立统一的die-to-die互连标准，推动Chiplet的发展模型应用开发。 整理后，我们认为国际巨头成立的UCIe联盟将对推动chiplet互连标准的统一发挥重要作用，加速chiplet解决方案的发展。

1.2. 灵活性+低成本创造了对Chiplet的需求

与传统SoC解决方案相比，Chiplet模式具有设计灵活、成本低廉、上市时间短三大优势，使得该解决方案成为半导体技术的重要发展方向。

Chiplet模式允许您自由选择不同分区中的进程节点。 传统SoC芯片必须选择相同的工艺节点进行制造，但不同的芯片有不同的工艺要求。 例如逻辑芯片、模拟芯片、射频芯片、存储器等往往有不同的成熟工艺节点。 如果模拟芯片采用先进工艺，可能会导致漏电、噪声等问题。 使用相同工艺的SoC芯片会带来一定的麻烦。 Chiplet模式可以让您自由选择不同的裸片工艺，然后通过先进封装进行组装。 与SoC相比，它更加灵活，优势明显。

Chiplet模式有利于提高良率、减少制造量、降低成本。 传统的SoC架构会增加单芯片面积，从而增加芯片制造工艺的难度。 缺陷密度带来的良率损失将会增加，导致SoC芯片的制造成本增加。 Chiplet方案将一块大芯片分割成多个裸芯片，单位面积更小。 相对而言，良率会提高，从而降低其制造成本。

Chiplet模式可以实现产品复用，缩短产品上市周期。 由于SoC解决方案采用统一的工艺，因此SoC芯片上的所有部件都需要同时迭代，这减慢了SoC芯片的迭代进程。 Chiplet模式可以选择性地迭代芯片的不同单元。 迭代一些裸芯片后，就可以生产下一代产品，大大缩短产品上市周期。

Chiplet模式目前仍存在对先进封装技术要求高、散热能力差等问题。 需要精密的操作来实现裸芯片之间的开孔和电镀； 必须保证裸芯片之间的高速、高质量的数据传输； Chiplet模式的散热能力与先进工艺相比较差。 这些添加给芯片制造带来了挑战。 新的技术难点。

2、巨头布局：华为/AMD/苹果——产品案例视角！

2.1. 华为：率先推出7nm Chiplet云服务器解决方案

华为推出基于Chiplet技术的7nm鲲鹏920处理器。 华为推出的鲲鹏920是业界领先的基于ARM的处理器。 据该公司官网介绍，该处理器采用7nm制造工艺，基于ARM架构获得授权。 由华为自主设计、完成。 优化了分支预测算法，增加了计算单元数量。 改进的内存子系统架构和一系列微架构设计显着提高了处理器性能。 在典型时钟速度下，SPECint 基准分数超过 930，超出行业基准 25%。 同时，能效比优于行业基准30%。 鲲鹏920为数据中心提供更强的性能和更低的功耗。 该处理器创建了一个一致的缓存子系统，将多个内核集成到单个小芯片中，同时开发专用的并行小型 IO 块，以实现 2D 封装解决方案的高带宽芯片到芯片连接。

2.2. AMD：联手台积电推出3D Chiplet解决方案

AMD联手台积电推出3D Chiplet产品。 AMD于2021年6月发布了基于3D Chiplet技术的3D V-Cache。该技术采用台积电的3D Fabric先进封装技术，将包含64MB L3 Cache的chiplet与处理器封装在3D堆栈中。 2022年3月，AMD推出了Milan-X骁龙处理器，该处理器是基于Milan的第三代处理器EPYC 7003的升级版本。它利用AMD的3D V-Cache堆叠技术实现了768MB的三级缓存。 。 Milan-X 是一款包含 9 个小芯片的 MCM，其中包括 8 个 CCD 芯片和 1 个大型 I/O 芯片。

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2.3. 苹果：双M1 Max互联打造高性能解决方案

苹果推出的M1 Ultra芯片采用台积电的CoWos-S桥接工艺，实现性能飞跃。 苹果于 2022 年 3 月发布的 M1 Ultra 芯片采用独特的 UltraFusion 芯片架构，并采用台积电的 CoWos-S 技术，通过两个 M1 Max 裸片的内部互连实现性能飞跃。 新架构下，M1 Ultra的晶体管数量是M1的七倍以上，两者Max之间的互连带宽可达2.5TB/s。 M1 Ultra拥有128GB内部集成内存，包括16层堆叠HBM（高带宽内存）堆栈的8个内存组件。 核心传输速率达到3200M，实际传输带宽超过800GB/s。 这款产品实现了苹果芯片和Mac系列电脑的又一次重大飞跃，具有里程碑意义。

3.产业创新：先进封装+IP复用——供应链关键！

3.1. 先进封装提高了设计灵活性

Chiplet目前的封装方案主要包括2.5D封装、3D封装、MCM封装等类型。 2.5D封装将多个芯片并排排列在中介层上，并通过微凸块将它们连接起来。 内部金属线连接芯片之间的电子信号，然后通过硅通孔（TSV）连接底层金属。 凸块（Solder Bump），然后通过载线板连接外部金属球，实现元件之间的紧密连接。 ，3D封装直接堆叠每个芯片，在芯片上创建晶体管（CMOS）结构，并直接利用硅通孔连接芯片之间的电子信号。 MCM技术是将多个LSI/VLSI/ASIC裸芯片等元器件组装在同一多层互连基板上，然后进行封装。

国际厂商正在积极布局chiplet封装。 目前，英特尔、台积电、三星等多家公司都打造了自己的chiplet生态系统，并积极抢占chiplet先进封装市场。

英特尔推出3D堆叠异构系统集成技术Foveros和嵌入式多芯片互连桥接技术EMIB。 该封装技术使用 3D 堆叠进行逻辑到逻辑集成，使设计人员能够灵活地将技术 IP 块与新设备外形尺寸中的各种存储器和输入/输出元件混合和匹配。 产品可分为更小的小芯片或区块，其中 I/O、SRAM 和电力传输电路制造在基础芯片中，高性能逻辑小芯片或区块堆叠在顶部。 EMIB技术将有机基板和硅基板结合起来，将硅基板嵌入有机基板上，实现高密度互连。 通过这种架构，可以保持互连密度和性能，并且可以降低制造成本。

台积电推出的3D Fabric配备了3D Silicon Stacking和CoWoS、InFO等先进封装技术。 台积电的 3DFabric 系列技术包括 2D 和 3D 前端和后端互连技术。 前端技术 TSMC-SoIC 采用 3D 硅堆叠所需的尖端硅晶圆厂的精度和方法，包括晶圆上芯片 (CoW) 和晶圆对。 晶圆对晶圆 (WoW) 芯片堆叠技术允许相似和不同芯片的 3D 堆叠提供多种功能，包括通过增加计算核心数量来提高计算能力、堆叠内存以提供更多内存和更高带宽，以及深度存储提供电容器的沟槽可改善电力传输。 台积电还拥有多个专有的后端工厂，可以组装和测试硅芯片，包括3D堆叠芯片，并将其加工成封装器件。 台积电的3D Fabric后端工艺包括CoWoS和InFO系列封装技术。

国内企业通富微电子、长电科技正在积极布局chiplet封装技术。 长电科技于6月加入UCIe产业联盟，参与推动chiplet接口规范标准化。 根据投资者问答，该公司去年推出了全系列XDFOI™超高密度扇出封装解决方案。 该技术是一种极高密度的小芯片扇出封装解决方案。 高密度、多扇出型封装高密度异构集成解决方案，包括2D/2.5D/3D Chiplet，可为客户提供从常规密度到极高密度、从极小尺寸到超大尺寸的一站式服务。 通富微电子与AMD密切合作，是AMD重要的封测代工厂。 在Chiplet、WLP、SiP、Fanout、2.5D、3D堆叠等方面均有布局和储备，现已具备Chiplet先进封装技术的量产能力。

小芯片封装推动了对芯片测试机的需求。 据公司研究，相比SoC封装，Chiplet架构芯片的生产需要多个裸芯片。 单个裸芯片的故障将导致整个芯片的故障。 这就需要封测企业进行更多的测试，以减少失效芯片的影响。 损失。 目前，华峰测控和长川科技均在测试机方面有布局，预计将受益于chiplet封装带来的测试机需求增长。

3.2. IP 重用提高设计经济性

Chiplet的发展有利于“IP芯片化”的实现。 Chiplet由具有不同功能的裸芯片组成。 同时，chiplet的裸芯片实际上是半导体IP经过设计和工艺优化后生产的硬件产品。 从某种意义上来说，chiplet芯片也可以看作是由不同的IP组成的。 构成。 IP厂商有可能从IP供应商转型为chiplet产品供应商，从而提高公司在产业链上的附加值。 在chiplet模式下，设计公司可以从不同公司购买硬件，然后通过先进封装将它们组合起来。 在这种模式下，IP公司有望转型为硬件提供商。

作为中国最大的半导体IP供应商，芯原有望受益于Chiplet的发展。 公司是中国大陆排名第一、全球排名前七的半导体IP供应商。 是首批加入UCIe联盟的内地企业之一。 拥有丰富的处理器IP核和领先的芯片设计能力。 目前，公司致力于通过“IP芯片化”和“芯片平台化”实现chiplet的产业化。 与全球主流封测厂和芯片厂商建立了合作关系，在开展chiplet业务方面具有优势。 公司计划2022年至2023年持续推进高端应用处理器平台Chiplet解决方案的迭代研发，推动Chiplet在平板电脑、自动驾驶、数据中心等领域的产业化进程。 芯原可能是世界上第一家。 为客户推出Chiplet商业产品的企业。

4.效益目标：聚焦封装/设备/IP环节及供应链变革！

先进封装：目前中国在先进制程技术方面与国际厂商存在明显差距。 Chiplet解决方案为国内芯片制造业提供了弯道超车的机会。 国内芯片厂商可以通过采用chiplet解决方案弥补国内先进工艺产业链的劣势，并通过先进封装提升芯片性能。 国内先进封装领域企业有望受益于chiplet解决方案的发展，包括通富微电子、长电科技等。

IP公司：Chiplet方案降低了芯片设计的成本和门槛，IP复用提高了设计灵活性。 后续IP公司有望从IP供应商转型为chiplet供应商，增加其在产业链中提供的价值。 受益公司包括芯原公司。

封装和测试设备：Chiplet解决方案的实施关键在于先进封装技术的实施，这增加了对封装设备的要求和需求。 例如Chiplet方案设计大量裸芯片，封装测试过程需要测试大量芯片才能保证最终的芯片良率。 国内封装测试设备企业预计受益，包括华峰测控、长川科技、信易昌、林维纳等。

封装载板：Chiplet解决方案将采用2.5D封装、3D封装、MCM封装等形式对芯片进行先进封装。 这种封装方式会增加ABF和PCB载板层数。 具体层数和技术指标要求取决于芯片。 设计。 国内ABF和PCB载板厂商预计将受益于Chiplet解决方案的发展，受益企业包括兴森科技。

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