多芯片3D IC成高端芯片新趋势,AI驱动下单片SoC与多芯片方案如何选择

2025-09-29 00:22:26 8583次浏览

  

人工智能技术正驱动着芯片架构从单片SoC向多芯片方案演进。

在高端智能手机市场,先进封装技术已成为关键竞争要素,相较于传统片上系统,它能带来更出色的性能表现、更灵活的配置方案以及更快的产品迭代速度。不过在中低端移动设备领域,单片SoC凭借其紧凑的体积、成熟的技术积累和成本优势,仍将保持主流地位。多芯片架构则为AI推理等应用提供了必要的灵活性,能够快速适应AI模型和通信标准的快速演进。这对芯片制造商和终端厂商提出了新的挑战,他们需要在产品设计周期内权衡技术路线与市场定位。

新思科技移动业务负责人Hezi Saar指出:"面向物联网市场的SoC供应商若需兼顾AI功能,单片方案仍是首选。但在进军中端移动市场时,就需要通过多芯片技术来扩展功能。至于高端市场,单片技术显然已无法满足需求,必须采用多芯片方案来应对快速变化的技术要求。"

Ansys专家Marc Swinnen补充道:"虽然3D多芯片技术在移动领域有所应用,但发展速度远不及HPC芯片。成本因素是关键制约,中低端设备必须专注于在单芯片上集成更多功能,同时保证低功耗和高性能。"

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使其具有显著的能效优势,信号传输距离短、功耗低、散热简单,特别适合物联网应用。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,我们正有意识地朝这个方向转型。"

高端市场则呈现另一番景象。Cadence专家Mick Posner解释道:"通过先进封装技术,多芯  片方案能实现计算能力的横向扩展和垂直堆叠,支持CPU、GPU及各类专用加速器的灵活组合。不同工艺节点的芯片可以混合集成,在性能和成本间取得平衡。"

随着制程微缩红利减弱,2.5D多芯片系统逐渐兴起。Synopsys的Saar指出:"2.5D技术具有高速、高效、短距离传输等优势,允许采用不同工艺制造芯片。比如基础芯片用2nm工艺,而AI加速器可采用其他工艺。"

面对高端移动设备向2nm GAA工艺的演进,Saar认为多芯片 方案能更好应对规格变更:"当参数需求从70亿突增至140亿时,多裸片设计提供了必要的灵活性。厂商可以根据市场需求,灵活配置基础芯片与各类加速器的组合。"

在具体实现上,Synaptics展示了其可折叠屏触控方案:模拟芯片处理传感器信号,数字芯片搭载RISC-V核心进行智能处理。产品总监Sam Toba表示:"AI算法能准确识别真实触摸,大幅提升用户体验。"

内存和通信标准的快速演进也推动着架构革新。Fraunhofer专家Andy Heinig指出:"支持新旧通信协议需要极高的能效设计,专用处理器因此备受关注。"Cadence研究表明,异构集成可以让不同IP采用最适合的工艺节点。

功耗优化始终是移动设计的核心课题。Imagination公司Kristof Beets分享了其GPU架构创新:"通过简化流水线设计、增强数据复用,我们实现了显著的能效提升。"此外,英飞凌开发的28nm eSIM方案也大幅降低了功耗。

Saar总结道:"技术路线的选择往往取决于商业考量。垂直整合厂商可以定制专属方案,而新兴厂商则更注重特定场景优化。在这个快速变革的时代,混合架构战略可能才是制胜关键。"

随着AI技术持续演进,移动芯片架构正经历深刻变革。无论是坚守单芯片集成,还是拥抱多芯片异构,厂商们都需在性能、功耗、成本和灵活性之间找到 最佳平衡点。

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- 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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总结:

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