3D IC多芯片架构成半导体新趋势,AI驱动下SoC与先进封装技术如何选择

2025-09-29 03:00:34 8468次浏览

  

人工智能技术正驱动着半导体行业从单片系统级芯片(SoC)向多芯片架构转型。

在高端智能手机市场,先进封装技术正成为关键的差异化竞争要素。相比传统SoC方案,多芯片设计能提供更优异的性能表现、更强的设计灵活性以及更快的产品上市周期。

尽管单片SoC凭借其紧凑的尺寸、成熟的技术积累和较低的成本优势,仍将是中低端移动设备的首选方案。但多芯片架构在AI推理运算以及应对快速迭代的AI模型和通信标准方面展现出显著优势。这要求设备制造商和芯片供应商在设计周期和市场定位上做出战略性抉择。

新思科技移动业务负责人Hezi Saar指出:"面向物联网市场的SoC供应商需要开发具备基础AI功能的单片方案。若要进军中端移动市场,则需提升芯片性能,此时仍可采用单片SoC架构,但可能需要通过多芯片技术进行扩展。在高端市场,单一芯片方案已难以满足需求,必须采用多芯片设计来应对技术迭代和缩短产品上市周期。"

市场定位直接影响芯片架构选择。Ansys专家Marc Swinnen表示:"虽然移动领域正在逐步采用3D多芯片技术,但发展速度远不及高性能计算芯片。成本因素使得低端设备仍需专注于单芯片集成,在有限面积内实现功能最大化与功耗优化。"

单片SoC将所有系统组件集成在单一硅片上,包括处理器核心、存储单元、各类接口等。这种高度集成的设计具有信号传输路径短、功耗低、散热简单等优势,特别适合物联网等成本敏感型应用。

Synaptics产品经理Ananda Roy强调:"真正的单芯片解决方案在系统集成方面更具优势。我们坚持开发集成多种技术的单芯片方案,这为客户带来更简便的硬件设计体验。"

高端移动市场则呈现完全不同的技术路线。Cadence专家Mick Posner解释道:"通过先进封装技术连接多个芯片组,不仅能提升整体性能,还能实现计算单元的多样化组合。3D堆叠技术允许集成不同制程节点的芯片,在性能和成本间取得最佳平衡。"

随着半导体工艺演进面临物理极限,2.5D 系统正逐渐取代传统单片方案。Synopsys的Saar表示:"2.5D技术具有高效、低功耗的优势,允许不同工艺节点的芯片协同工作,展现出极大的设计灵活性。"

面向2nm全栅极工艺的高端移动芯片面临巨大挑战。Saar指出:"先进制程需要更长的生产周期,而市场需求却在快速变化。多芯片架构能有效应对规格变更,降低市场风险。"

在AI加速器部署方面,供应商可采用模块化设计策略。Saar补充道:"基础芯片可面向功能手机市场,通过添加不同加速器芯片,就能拓展至智能手机、消费电子等多元市 场。"

Synapti cs产品总监Sam Toba以可折叠设备为例,说明多芯片方案的优势:"我们将模拟芯片与数字芯片分离,采用RISC-V架构处理复杂信息,通过AI算法实现精准的触摸识别。"

内存和通信标准的快速演进也推动着架构创新。Fraunhofer IIS专家Andy Heinig指出:"支持新旧通信协议需要极高的能效设计,这促使行业转向专用处理器方案。"

在功耗优化方面,Imagination公司Kristof Beets分享了GPU架构创新:"我们重构了ALU流水线设计,通过数据本地化重用显著降低了功耗,既可延长续航,也能提升性能。"

Ansys的Swinnen强调:"功耗始终是移动设备的核心考量。从芯片设计到SIM卡选择,每个环节都影响着电池寿命。"

最终,手机芯片架构的选择取决于目标市场和产品定位。Synopsys的Saar总结道:"技术路线往往由商业考量决定。垂直整合厂商可以定制专属方案,而新兴企业则需要寻找差异化突破口。"

随着AI技术的快速发展,半导体行业正经历着从单一架构向多元化解决方案的转型,为不同细分市场提供最优的技术路径。

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选择😓:选择流量大、受众群体明确的💉进行广告投放,如百度广告、腾讯广告、今日头条等。

- 广告创意与定向:确保广告创意能够引起用户的兴趣,同时通过精准的定向投放,提高广告的转化率。

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