3月初，一个非常庞大的芯片联盟成立了。

它就是由英特尔、三星和台积电，以及微软等10多家国际芯片巨头共同成立的Chiplet联盟，并且推出一个全新芯片互连标准：通用小芯片互联（Universal Chiplet Interconnect Express）简称UCle。

说实话，这件事是非常蹊跷的。

首先这个联盟是为了Chiplet标准而来的，但是创始成员里没有一家中国芯片厂家，因为在他们组队之前，中国也联合了国内的芯片厂家，在草拟 chiplet 标准，甚至已经进入意见征求阶段。

其次它的成员也很奇怪，英特尔、台积电和三星是竞争关系，在数十年间，三家芯片巨头一直在相互竞争，它们旗下的芯片技术都是各自保密的，很少合作，但是现在，它们却为了Chiplet联盟摒弃了各自的技术壁垒，选择了合作。

如果再把时间往回看，华为用Chiplet技术造出了旗下鲲鹏920云服务芯片，而苹果也用Chiplet技术造出了电脑芯片M1 Ultra，号称苹果最强的芯片。

Chiplet的火爆震撼了整个芯片产业，更关键的是它被中外都寄予厚望，国外巨头称它是打破摩尔定律的先进技术，而国产芯片则说它是突破卡脖子的关键。

其实chiplet并不算是一项新技术，它的理念早在1970年代就提出来了，2014年时，华为就和台积电合作设计了一款chiplet芯片，后来鲲鹏920也是延续这项技术，但是当时还没有详细的理论。

直到2015年时，周秀文博士参加ISSCC 2015大会时，提出一个Mochi架构的概念，他认为芯片行业的方向走错了，一味的追求芯片的先进制程是耗时耗力的，应该将重心放在成熟的制程上，用不那么先进的制程，制造先进的芯片。

这个Mochi架构就是Chiplet的雏形。

Mochi是 Mo dular Chi p，的缩写，意思就是模块化芯片，把一款大的芯片，分成很多块小芯片，然后重新组装成一块大的芯片，过程就像搭积木一样。

这里的小芯片就是Chiplet，Chip是芯片的意思，而-let是后缀，用来表示‘小’，所以chiplet翻译过来就是小芯片技术，或者芯粒技术。

小芯片的理念很快引起中国和发达国家的集体共鸣，对于发达国家来说，芯片是他们科技领先的保障。

但是芯片产业发展到现在，已经走到了摩尔定律的尽头。

按照每隔18-24个月，集成电路上的晶体管数目就会增加一倍的经验来说，芯片制造商已经很难量产更先进的芯片，以5nm芯片为例，它的晶体管数量已经高达500多亿个，如果3nm量产，就需要上千亿颗的晶体管，台积电几乎就卡在这里。

如果一直卡在这里，那么中国追上发达国家的芯片制程，那不是就会变得很容易了？所以他们必须面对现实，只有解决摩尔定律的问题，他们才能继续躺着把钱挣了。

而模块化Chiplet芯片就是这样的技术。

为了方便理解，这边简单科普下Chiplet芯片的优点。

通常来说一颗芯片的生产过程，可以分为设计、制造和封测三大部分，这三大部分就像造房子：房子需要先设计好图纸、然后建好框架，再进行整体装修。

芯片制造也是如此，设计就是规划好芯片内部的电路结构、制造就是设计图，在晶圆上刻出芯片，而封测就是最后的装修和验收，比如将芯片固定在基板上，给它套上注脚和外壳等等。

以前大家造芯片，因为不需要面对摩尔定律，所以主要把精力放在设计和制造阶段，各大厂家都在研究如何植入更多的晶体管，反而不在乎封测这块，只是简单的将芯片包装起来就完事，这就是传统的SOC芯片，更加先进的Chiplet技术，反而给忽略了。

而SOC和小芯片（Chiplet）技术就是装修里的两种路线。

通常装修房子，你会遇到两种情况，一种是精装修，开发商已经将房子装修到位，厨房、卧室、卫生间坐落在哪里，有多大，风格和型状怎样的，都给你装好了，你只要简单添置点家具家电，再稍微整理下就可以直接入驻了。

SOC芯片就属于这种，它的逻辑芯片、缓存芯片、io控制芯片等等，这些芯片全部集成在一块芯片上，连电路是也连在一起的，后期封装的时候，你只要将它包装起来就行，能发挥多少功能，就看设计阶段和应用阶段了，如果设计的好，那么用起来就方便，如果设计的不好，那就是一堆糟心事。

另外一种是毛坯房，它给你提供卫生间、厨房和卧室等基础模块，你按照自己的习惯进行设计和装修，喜欢豪华卧室，卧室材料就用好点，喜欢大浴室，就把卫生间搞大一点，甚至还可以改变格局。

Chiplet技术就属于这种没规划好的，逻辑、缓存、iO控制等都是完整的独立芯片，电路是没有链接在一起的，然后你根据自己的需要，将它们进行重新搭配，封装成一块完整的芯片，这些模块是可以调整的，至于能不能发挥出更好的性能，全靠你自己的调整能力。

这两种风格，你很难说谁好，它们在不同的时期，有不同的好处。

在芯片制程不成熟时，晶体管的数量就比较少，只要在芯片里不断植入更多的晶体管，芯片的性能就会够用了，所以简单的SOC芯片都能符合发展需求，精雕细琢的Chiplet技术自然就被冷落了。

但是遇到芯片的摩尔定律，就需要好好的注重全流程了，所以人们才重新重视起了Chiplet。

周秀文博士的Mochi架构，很快就得到了行业的认可，大部分企业都在研究这种先进的芯片技术，尤其是AMD花费了巨大的精力，将它发扬光大，Mochi架构概念也逐渐演变为更加细致的小芯片（Chiplet）技术。

2019年，华为生产出旗下真正的Chiplet芯片：鲲鹏920， 带宽提升2.4倍、整体性能提升40%，成为行业的焦点。

2022年，苹果发布旗下的电脑芯片：M1 Ultra，也是利用小芯片技术，就是将连两块M1芯片组合在一起，组合成一个拥有 20 核中央处理器的大芯片。

这块芯片被很多人诟病是“粘合芯片”，原本1块M1的晶体管是570亿根，现在2块组合在一起，晶体管的数量也才1140亿根，它的单面积晶体管并没有增加很多，简单来说只是用面积来提高性能。

但不可否认的是，这个芯片性能确实提高了很多，核心处理器达到20个，带宽提升4倍、装机性能也提升80%，在它之前，苹果芯片也是被人称作挤牙膏，连续2年，芯片性能只提升了11%。

而且苹果的设计应证了小芯片（Chiplet）的一个优势：可以用面积来换芯片性能。

以往SOC都是在一块芯片上植入更多的晶体管，想要植入更多的晶体管，只能提高单面机的晶体管数量，或者增加芯片面积，但是面积越做越大，又会带来另外一个问题： 良品率越低。

而通过小芯片模块，就不用担心这个问题，它先是生产出小芯片，再搭建成大的芯片，就可以解决良品率的问题。

所以苹果的M1 Ultra依旧让人眼前一亮。

而且Chiplet搭积木一样的模块化还有很多好处，它可以搭积木的方向不是只有平面，也能在立体的方向上搭建芯片，这样同样的面积就能搭载更多的芯片，芯片性能也会更强。

比如我以前说过的2.5D封装，和3D封装就是其中之一。

也就是说：我们可以用更低的制程，生产出更先进的芯片。

这就很神奇了。

因为发达国家可以利用这个技术，突破摩尔定律，来重新建立优势，中国可以利用这个技术，打破先进制程的限制，用成熟制程堆叠出先进的芯片。

从理论上，这是一条可行的方法，因为除了性能外，Chiplet搭积木的技术，还有很多的优势，比如 良品率、功耗和成本平衡 等等，这些都是中国芯片厂家和国际巨头看中的

首先说下芯片厂家最关心的成本。

传统的soc模式下，设计一款28nm制程的芯片，平均成本约为5130万美元；设计一款16nm的芯片，成本就上升到了1亿美元；7nm制程的芯片设计需要2.97亿美元。而目前最先进的5nm制程芯片，一款芯片的设计成本已经达到了5.42亿美元。

可以看出，在制程翻倍的同时，设计成本也近乎翻倍地增长。

这要是在新一代的3nm制程上，如果一家芯片设计公司，推出了一款失败的芯片产品，例如高通的“火龙”888，付出的代价，将高达近10亿美元。

没有哪家芯片设计公司，能够承担如此高昂的试错成本，但是模块化的chiplet技术却可以。

举个例子：假如手机厂家要设计3款手机芯片，每款手机侧重点不同，一款是综合性能好的旗舰手机、一款是拍照手机、还有一款是游戏手机。

那么按照传统做法，就需要要设计三个大的SOC芯片的电路，这种SOC芯片里面就有CPU/GPU/ISP芯片等等，设计师不仅需要考虑小芯片电路结构，也需要考虑它们在大芯片里面的电路结构，怎么合理分区、怎么协调工作，都得搞定。

但是Chiplet技术就不需要了，因为小芯片都是模块化了，不需要重新设计，设计芯片就可以像搭积木一样，将它们搭建起来，想要突出游戏功能，就多加几块GPU；想要超强的计算能力，就来多几块CPU；甚至想要突出拍照功能，往上加ISP芯片就行了。

设计者不需要考虑太多的东西，只要有成熟的芯片模块，就可以搭配使用，难度自然就下降很多，而且制程越先进，难度下降得越多。

难度降低又意味着时间和成本降低，按照现在的Chiplet技术，一款7nm制程芯片的设计成本，可以降低约25%。

典型的例子就是苹果：他们在设计16nm芯片时，费用是4.98美元/10亿个晶体管，但是采用Chiplet技术后，设计7nm芯片的费用反而下降，为2.65美元/10亿个晶体管。

这就是Chiplet技术带来的成本缩减。

除了降低成本外，芯片的良品率也提升了很多。

良品率是制约芯片制造的最大因素，传统的SoC架构芯片，因为把大量的晶体管都集成到一块芯片上，所以难度非常大，只要错一个地方，那么这块大芯片就报废了，甚至你啥错都没犯，也会出现不良率，因为芯片制造过程中，有极低的概率，会出现杂质污染、震动损坏等问题。

但是Chiplet技术可以把大芯片分成很多小芯片，那么每块芯片就不需要那么多晶体管了，即使是某个小芯片坏了，被污染了，损失的也只是个小芯片而已。

根据统计，掩膜面积约150平方毫米的芯片，良率能够达到80%以上，而掩膜面积700平方毫米的芯片，良品率就只有30%左右，所以小芯片的良品率高，相当于是变相的节省成本。

然后还有灵活搭配。

因为Chiplet模块化芯片，不仅可以向上搭积木提高性能，也可以以小芯片进行混搭，提高利用率。

啥意思，我举个例子：

传统的SoC芯片，因为把不同小芯片都在集成在同一块电路上，所以SoC芯片为了保持性能，一般得使用相同的工艺节点，比如7nmCPU，需要搭配相同工艺节点的逻辑芯片，模拟芯片等等，但是这种做法并不一定好。

因为有的小芯片是没办法采用先进制程的，太先进反而会耗电、漏电等等情况，起到反效果，而Chiplet则不用，它可以灵活使用，即使不同制程的小芯片也可以搭配合作，它们搭建后的芯片性能，反而会超越，都是先进制程搭建的芯片。

比如AMD的一款Chiplet芯片，它在CPU上用的是7nm工艺，但在工艺节点上却用的是14nm工艺。

这种灵活搭配对中西方国家来说，都有莫大的好处。

因为越先进的芯片生产线成本越高，一条28nm芯片生产线，成本只要28亿美元左右，但是一条3nm制程的生产线，成本将会高达150亿美元，甚至是200亿美元，这是近十倍的成本差距。

对于先进的芯片厂家来说，灵活搭配会让芯片的成本进一步下降，但是对于中国来说好处更大，因为我们担心的不是成本，而是先进的芯片被禁用，所以用成熟的制程搭建出先进的芯片生产线对我们更有利。

国际芯片巨头们非常希望抢占chiplet技术的制高点，中国芯片则希望在新的领域不要落后，赶上前排的队伍。

所以一场关于chiplet的技术之争就诞生了。

2022年3月份，英特尔、三星、台积电、AMD等10多家国际芯片巨头，共同成立了小芯片（chiplet）联盟，并且推出多样化的连接标准：通用小芯片快连（UCle），其他厂家都可以参与进来。

小芯片连接是需要接口的，就像搭积木一样，如果你接口不同，那么你是没办法搭建任何东西的，但是现实中，每家芯片的技术标准都不一样，接口也不相同，所以要想将它实现模块化互联，就必须统一各个厂家的接口。

按道理来说，这个UCle联盟相对中性化，的确能促进chiplet技术的发展，我们也应该积极加入才对。

如果你也这么认为，那么说明你太天真了。

首先这个团队的创始成员并没有中国，而且在几个技术标准上，也是以AMD、台积电、英特尔的技术标准为主。

早在很早之前，华为就被一些标准组织踢出去过，所以我们很难保证它们的技术标准不对我们进行卡脖子。

所以中国也在做自己的Chiplet标准，2021年5月，由中国计算机互联技术联盟带头，联合科学院和国内芯片企业共同立项了Chiplet标准，其中《小芯片接口总线技术要求》已经进入公式阶段。

那么两者相争，中国到底有何优势呢？

首先我们必须承认，由国际芯片巨头组成的小芯片联盟是非常强大的，不管从设计、制造还是封测上，都领先中国一大步，我们面临的压力很大。

但是新的技术有一个好处，就是阻碍比较少，不会出现众多专利卡脖子的情况，这就给了我们发挥的空间。

比如在EDA设计软件上，原本SOC芯片常用的EDA设计软件都被老美垄断了，我们国产设计软件很难突围，但是在Chiplet上，EDA的设计软件还不成熟，大家都在一个起跑线上，即使老美的技术先进，也只是跑的快一点，中国的设计软件依然有很大的突围空间。

以九大华天为例。

有投资者向他们咨询：九大华天是否布局Chiplet技术，他们的董秘就表示：Chiplet是一项先进集成技术，需要EDA全面支持，而九大华天在EDA上进行了设计、制造、封测的全流程的布局。

言外之意就是九大华天可以提供Chiplet所需要的软件服务。

这里到底能提供多少服务，暂时还不知道，但是可以确认的就是，我们也是进行了充分的准备。

同样的在材料更新上也是如此。

Chiplet技术是先进的技术，新的技术就意味着新的材料的应用，我们不指望做到一家独大，但是只要在新材料上积极参与，做到自食其力即可。

除了新技术和新材料，我们其实还有两个优势，就是举国体制以及庞大的市场，让我们更加团结，搞联盟最怕就是不团结。

虽然Chiplet联盟号称要提供一个多样化的连接标准，但是这个标准到底以谁为主，需要很多芯片厂家进行磨合，而这种磨合往往是最难的。

毕竟一流的企业做标准，标准就代表着利益，没有人会把利益拱手相让，他们会不会为了利益导致联盟爆发矛盾，谁也不敢确定。

而且这种事是有先例的。

2020 年，老美其实就已经组建了 CHIPS 联盟，这个联盟几乎就是Chiplet联盟翻版，不过当时的 CHIPS 联盟，基本上由英特尔一家独大。

英特尔免费提供接口标准AIB，以及封装技术标准EMIB，然后邀请其他厂家一起参与建立生态，其他芯片厂家也不傻，当然不陪它完了。

英特尔无奈之下，这才重新搞了UCle联盟，但是司马昭之心路人皆知，想要让其他厂家积极参与，就需要把蛋糕分出去才行，但是分出去多少呢？谁也不知道。

相比之下，中国就没有这方面的烦恼，可以整合各家的力量进行突围，而且庞大的市场也让我们不用担心前期没有人配合。事实上，Chiplet联盟后来也邀请国产芯片加入了，比如芯原微电子等。

毕竟芯片再牛，你也是要卖的，我们有市场，也可以邀请一些外企来参加我们的标准。

未来的Chiplet竞争一定是长期的竞争，最终的成果花落水谁家，还未可知，也希望我们的芯片早日实现国产自主。