AI驱动半导体转型:多芯片3D IC成高端市场趋势,单片SoC仍主导中低端设备

2025-09-29 04:24:04 8046次浏览

  

人工智能技术正驱动着半导体行业从单片SoC向多芯片架构转型。

在高端智能手机市场,先进封装技术已成为关键差异化因素,相较于传统片上系统,它能提供更卓越的性能表现、更强的设计灵活性以及更快的产品上市周期。

尽管单片SoC凭借其紧凑尺寸、成熟工艺和成本优势,仍将是中低端移动设备的首选方案。但多芯片架构在AI推理应用方面展现出独特优势,能够更好地适应AI模型和通信标准的快速迭代。这要求OEM厂商和芯片制造商在设计周期和市场定位上做出战略性调整。

新思科技移动业务负责人Hezi Saar指出:"面向物联网市场的AI SoC仍会采用单片设计,而中端移动设备可能需要通过多芯片技术进行功能扩展。在高端领域,单片方案显然无法满足需求,必须采用多芯片架构来应对技术变革和缩短产品上市周期。"

市场定位直接影响架构选择。Ansys专家Marc Swinnen分析:"虽然移动领域正在跟进多芯片3D技术,但发展速度远落后于NVIDIA等HPC芯片厂商。成本因素是关键制约,低端设备必须专注于单芯片集成,以实现最佳功耗 控制和性能表现。"

单片SoC集成了处理器核心、存储系统、各类接口等完整功能模块,凭借短信号传输路径和  简单散热方案,在物联网领域保持显著优势。Synaptics产品经理Ananda Roy强调:"真正的单芯片解决方案能大幅降低客户集成难度,这是我们坚持的技术路线。"

高端市场则呈现不同图景。Cadence专家Mick Posner解释道:"通过先进封装技术,多芯片方案不仅能提升计算密度,还能实现CPU、GPU与专用加速器的灵活组合。3D堆叠技术支持跨工艺节点的异构集成,为性能与成本优化提供更多可能。"

随着工艺微缩红利减弱,2.5D系统成为过渡方案。Saar指出:"2.5D技术兼具高效率与灵活性,允许不同工艺芯片协同工作。在面向2nm GAA工艺时,多芯片架构能有效应对漫长的流片周期和持续演进的规格需求。"

AI加速器的部署策略也呈现多样化趋势。Saar补充说:"从基础功能手机到高端智能设备,厂商可以通过模块化组合满足不同市场需求。将AI加速器独立封装不仅能提升性能,还能降低迭代成本。"

Synaptics展示了多芯片在模拟/数字混合信号处理中的优势。其产品总监Sam Toba介绍:"我们采用分离式设计,模拟芯片负责信号采集,数字芯片搭载RISC-V核心进行智能处理,这种架构特别适合可折叠设备等新兴应用。"

在内存和通信领域,技术演进带来新的挑战。Fraunhofer专家Andy  Heinig表示:"支持多代通信协议需要极高的能效设计,这推动了专用处理器 的发展。异构集成成为平衡性能与功耗的关键方案。"

功耗优化始终是移动设计的核心课题。Imagination技术专家Kristof Beets分享了其GPU架构创新:"通过精简流水线设计和数据本地化重用,我们实现了显著的能效提升,这些改进可以直接转化为更长的电池续航。"

英飞凌开发的28纳米eSIM方案展示了系统级功耗优化的可能性,其超低功耗特性同时提升了设备续航和使用体验。

最终,芯片架构选择取决于商业考量。Saar总结道:"垂直整合厂商可以定制专属方案,而新兴厂商则更关注特定应用场景的优化。在这个快速演进的市场,混合战略正在成为新的竞争维度。"

随着AI技术深入发展,移动芯片架构将继续呈现多元化趋势,厂商需要根据目标市场和产品定位,在性能、功耗、成本和灵活性之间找到最佳平衡点。

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