AI驱动芯片架构变革,多芯片3D IC成高端市场主流,单片SoC仍主导中低端移动设备

2025-09-29 01:40:30 4862次浏览

  

AI技术正驱动芯片架构从单片SoC向多芯片方案演进。

在高端手机市场,先进封装技术已成为关键差异化因素,相比传统SoC方案,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推理应用和快速迭代AI模型方面展现出独特优势,能更好地适应通信标准的快速演进。这要求芯片制造商和终端厂商在设计周期和市场定位上做出战略抉择。

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。若进军中端移动市场,则需要更高性能的单片方案,并可通过多芯片技术扩展。而在高端领域,多芯片方案已成为必然选择,它能快速响应市场需求变化,这正是利润最丰厚的市场。"

市场定位决定技术路线。Ansys专家Marc Swinnen表示:"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。成本因素使得低端设备必须坚持单芯片集成,在有限面积内实现功能最大化与功耗最优化。"

单片S oC将处理器、内存、I/O接口等组件高度集成,具有信  号路径短、功耗低、散热简单等优势。Synaptics产品经理Ananda Roy强调:"真正的单芯片方案在系统集成和硬件设计方面更具优势,我们正致力将多种技术集成到单一芯片上。"

高端市场则呈现不同景象。Cadence专家Mick Posner解释道:"通过先进封装和3D堆叠技术,多芯片方案能实现计算引 擎的横向扩展和垂直集成,支持CPU、GPU及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最佳平衡。"

随着工艺微缩红利减弱,移动市场正从单片SoC转向2.5 D系统。Synopsys的Saar表示:"2.5D技术具有高速、高效、短距离传输等优势,允许不同工艺节点的芯片协同工作,这种灵活性至关重要。"

面对2nm GAA工艺的高成本和长周期,Saar指出:"多芯片方案能有效应对参数需求变更和市场风险。厂商可通过模块化设计,用基础芯片覆盖功能机市场,通过添加AI加速器等模块快速拓展智能手机、消费电子等不同细分市场。"

在具体实现上,Synaptics展示了其双芯片方案:模拟芯片处理传感器信号,数字芯片搭载RISC-V内核进行高性能处理。产品总监Sam Toba表示:"AI算法能准确识别真实触摸,这种异构架构完美平衡了性能与能效。"

内存和通信标准的快速演进也推动架 构革新。Fraunhofer专家Andy Heinig强调:"支持新旧通信协议需要极高的能效比,专用处理器和异构集成成为必然选择。"

功耗始终是移动设备的核心考量。Imagination通过优化GPU架构,将ALU流水线从深流水改为两级设计,显著提升了能效。技术副总裁Kristof Beets表示:"这种改进既可延长续 航,也能在相同热预算下提升性能。"

英飞凌开发的28nm eSIM方案进一步降低了通信模块功耗。Ansys的Swinnen指出:"从数据中心到移动设备,能效已成为全行业的关注焦点。"

最终,芯片架构选择取决于目标市场和商业策略。Saar总结道:"垂直整合厂商可以定制专属接口,而新兴厂商则更关注特定用例的优化。在AI时代,硬件方案需要与云端服务形成协同,构建差异化竞争优势。"

随着技术创新和市场需求的持续演进,半导体产业正迎来新的发展机遇。关注行业前沿动态,把握技术发展趋势,将助力企业在激烈的市场竞争中占据先机。

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