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首位Chiplet倡導者周秀文因病離世,半導體行業(yè)巨星隕落!

09/20 10:30
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Marvell的創(chuàng)始人,首位Chiplet概念的倡導者,Sehat Sutardja(中文名:周秀文),因突發(fā)疾病離世,享年63歲。

挺可惜,才63歲,男人還在大好年華就這么因病過世,可惜,太可惜了。

在敲這篇文章的時候,在群里看到消息,周星馳的御用配音石班瑜,也因為心臟病過世,也才66,現(xiàn)在的男人好脆弱,大家要愛護好男人,對了,步日欣日總對自己好一點,記得枸杞泡茶多泡點枸杞。

芯片界的神雕俠侶

說到周秀文,可能有很多人不熟悉,但是只要搞芯片的,沒人不知道大名鼎鼎的Marvell?!!?。ㄖ形拿罎M電子)

沒錯,Marvell的創(chuàng)辦者,正是周秀文先生和他妻子戴偉立女士。因為Marvell實在太出名了,曾經(jīng)也是業(yè)內(nèi)最閃亮的明星公司,所以兩夫妻成為業(yè)內(nèi)的焦點,因此有人叫周秀文先生和戴偉立女士,是芯片界的“神雕俠侶”!

周秀文先生專注于技術與創(chuàng)新,勇于挑戰(zhàn)半導體行業(yè)的高峰,他不僅在事業(yè)上取得了巨大成功,創(chuàng)辦了大名鼎鼎的Marvell,同樣致力于慈善事業(yè),他的離世,無疑是半導體行業(yè)的一大損失,但他的精神遺產(chǎn)將永遠激勵著后人。

同樣,他妻子戴偉立女士也不簡單,她家可是芯片界華人圈鼎鼎有名的“戴家三兄妹”!

沒錯,她有2個哥哥,戴偉民和戴偉進,2個哥哥創(chuàng)辦過好幾個半導體行業(yè)知名的公司,比如大哥創(chuàng)辦過Ulitma(后與BTA合并,被Cadence收購),二哥創(chuàng)辦過硅谷遠景,以及GPU IP公司,當然可能大A股民最熟悉的還是大哥和二哥一起創(chuàng)辦的公司:芯原股份(688521),國內(nèi)第一,世界第六的芯片IP供應商。

大哥戴偉民教授,曾經(jīng)還是美國加州大學圣克魯茲分校計算機工程系終身教授,在學術上有卓越的貢獻。

無論大哥,二哥,還是三妹,戴家這一家子人,外加優(yōu)秀的妹夫,在半導體行業(yè)做出了不少的貢獻和成就,堪稱半導體的“豪門世家”,在業(yè)內(nèi)有著舉足輕重的分量。

首位Chiplet倡導者!

早在2015年,Marvell 曾提出過一個方案,Marvell MoChi 模塊化芯片技術。

當時提出這個想法也很簡單,保持芯片設計的靈活性,同時降低成本,特別是制造工藝方面的成本。

在2015年,業(yè)界已經(jīng)看到隨著半導體工藝尺寸進一步縮小,集成電路制造面臨的挑戰(zhàn)日益增大,“摩爾定律”日趨放緩,急需一種新方案來給“摩爾定律”續(xù)命。

從專業(yè)的技術角度而言,整個芯片分成負責運算的數(shù)字電路部分和負責信號控制,I/O輸入輸出部分,以及緩存等各個部分。

使用越先進的制程成本就越高昂,特別是模擬電路I/O 等愈來愈難以隨著制程技術縮小,而且很多工藝壓根就和數(shù)字電路部分不兼容,因此對設計和制造都提出巨大的挑戰(zhàn)。

在這種情況下,Chiplet概念應運而生,Chiplet走向了和傳統(tǒng)的片上系統(tǒng)SoC完全不同的道路,類似于搭建樂高積木,通過一組小芯片混搭成“類樂高”的組件。它通過將SoC分成較小的裸片(Die),再將這些模塊化的小芯片(裸片)互聯(lián)起來,采用新型封裝技術,將不同功能不同工藝制造的小芯片封裝在一起,成為一個異構集成芯片。

比較典型的如AMD的Zen2中用7nm工藝制造核心CCX模塊,用12nm制造I/O 部分,然后集成到一起成為一個CCD模塊,就是最典型Chiplet思路運用案例。

在Chiplet還沒有概念的年代,Marvell 的提出的Mochi 方案就是要以一種的新內(nèi)連技術——Mochi實現(xiàn)SoC的功能,降低研發(fā)與生產(chǎn)成本,并且可以加快上市時間。MoChi互連芯片是基于運行速度高達8Gbps甚至更快的ARM AXI鏈路,它可以保持很低的芯片到芯片時延。MoChi鏈路可以將多個芯片以菊花鏈的形式連在一起,并且可以實現(xiàn)緊湊型串行/解串器(micro-serdes)和低電壓差分信號。

這個MoChi方案核心就是利用一個高速低延遲的內(nèi)部高速SerDes接口快速地把現(xiàn)有的Die根據(jù)需求用interpose以及TSV技術封裝在一起。

這個天才般的想法是ISSCC 2015會議上由Marvell CEO 周秀文最早提出來的,所以我叫他首位Chiplet概念倡導者!

只可惜當時想法雖好,但是業(yè)界一直沒有標準總線接口,而且當時的硬件封裝技術也不過關,這個周秀文這個天才般的想法并沒有得到很好的應用和落地。

隨著蘋果,英偉達,以及AMD公司使用自家總線標準搞各種互連直連,以及臺積電以及日月光等制造公司在物理層面怎么用先進封裝把這一套技術玩熟之后,Chiplet,異構架系統(tǒng)級集成的新世界大門終于打開了!

到現(xiàn)在除了英偉達的NV link之外,業(yè)內(nèi)比較被大眾所接受的就是從PCI-E發(fā)展而來的,由intel主導的,UCIe聯(lián)盟。

UCIe的落地已經(jīng)過去三年多時間了,如今的UCIe技術標準一定程度上成為了未來工業(yè)標準互連,它可以提供高帶寬、低延遲、高功率和高成本效益的芯片封裝連接方案。UCIe 1.0標準定義了芯片間I/O物理層、芯片間協(xié)議、軟件堆棧等,基本共用了PCle和CXL這兩個協(xié)議的部分技術標準,可以說UCle就是CXL和PCle的衍生。

雖然Marvell和周秀文想法很好,可惜Mochi 方案提的太早,想法太過超強,,但是沒有實際應用案例真的很可惜!

再談Chiplet概念與意義

我曾經(jīng)敲過萬字長文,系統(tǒng)闡述過Chiplet的技術,概念與意義。

今天再拿出來講講。

首先我從對Chiplet技術的完整概念理解分三層:異構架,小芯粒,系統(tǒng)級集成。

完整邏輯圖如下:

1、異構架

異構架又包含兩層概念,第一是把不同類型的芯片整合到一起,比如上當下大型其道的GPU+HBM,顯然GPU和HBM是不同的芯片,一個是圖形計算核心單元,一個是高寬帶內(nèi)存顆粒,它們設計不同,結(jié)構不同,類型不同,工藝也不同,是無法把他們在同一塊chip上制造出來的,因此它們是分開制造,再用先進封裝整合到一起。

在未來更廣闊的范圍里,我們還要整合不同材料的芯片,比如氮化鎵電芯片+硅的驅(qū)動芯片+數(shù)?;旌闲酒?,氮化鎵和硅屬于不同材料,更加不可能直接制造,只能是分開制造再整合到一起。

這就是異構架概念,異構整合!

2、小芯粒

小芯粒是相對SoC大核而言,它把大核SoC各個功能區(qū)IP拆分重排,拆分成一個個小芯粒重新組合,從面對不同市場出發(fā),不同客戶的訴求出發(fā),在成本, 性能和特定功能之間找設計和制造的平衡點。

比較典型的案例如AMD的Zen 2,當時AMD就是把核心計算單元和I/O(輸入輸出單元)分開,一個用7nm,一個用14/12nm工藝制造,最后再封裝到一起,英特爾現(xiàn)在也有這種玩法,叫EMIB混合封裝,把不同的Die分開,再整合。

3、系統(tǒng)級集成

系統(tǒng)級集成又包含軟集成和硬集成兩個概念。

軟集成包含系統(tǒng)級軟件和操作系統(tǒng)以及總線互聯(lián)標準,它是把芯片設計從更高的系統(tǒng)角度去看,來重新定義一款芯片的誕生,軟集成是指打通底層軟件和系統(tǒng)。

硬集成是指的2D/2.5D/3D封裝,用先進封裝技術把他們整合一起,是先進封裝技術的再升級。

其中2D理解成同一個基板上集成,2.5D在中間層通孔硅上集成,3D真正的chip on chip的堆疊,芯片與芯片的直連。

現(xiàn)在很多封裝專家出來講各種利用先進封裝技術講硬件集成,我認為稍微片面的,而且很多封裝技術細節(jié)概念把很多人都給繞暈了,讓人云里霧里,我不是去嘲諷封裝專家,只是我覺得,先進封裝技術在整個Chiplet概念里只是實現(xiàn)硬集成的方法和手段,這不是還有異構架和小芯粒沒說明白么,這三層概念缺一不可。

我這套說法其實也是總結(jié)了很多大佬們觀點,特別是3年前,芯原股份戴老板那天足足給我上了2小時課,讓我受益匪淺,回來大徹大悟,咳嗽一個月后,敲下3萬多字的《后摩爾時代的“芯”路,中國的燎“原”之火》。

(這張椅子大佬專用,福分淺的人不要亂坐,比如我,我這小身板就承受不起)

希望戴老板和他家人身體健康,平安幸福。

現(xiàn)在網(wǎng)上還有一個論調(diào),Chiplet是幫助中國突破美國先進技術封鎖,特別是限制先進制程設備之后的“最強利器”。

想法是對的,只是高估了Chiplet的作用和影響力。

Chiplet這樣的做法和思路,特別是引入先進封裝技術,引入GPGPU+HBM異構架方案打破“存算墻”,只是一定范圍內(nèi)解決一部分問題,它不是包治百病的“神藥”,它不能完全替代傳統(tǒng)“摩爾定律”的制程演進。

Chiplet是從整體系統(tǒng)效率出發(fā),兼顧成本和工藝制造的一種新的解決思路,只是一個理想狀態(tài),只有眾多前提條件約束,不能認為這個方案適用所有芯片。

所以無腦鼓吹“Chiplet方案吊打一切”,這樣的想法不可取,我們要實事求是,尊重行業(yè)客觀規(guī)律。

再次緬懷周秀文,以及石班瑜先生,感激石班瑜先生,我的童年有你的聲音的陪伴,感謝你帶給我的快樂。

愿病痛遠離所有人,愿世界美好,謝謝大家。

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