AMD分享半导体技术发展趋势：GPU、Chiplet和先进封装

7/18/2024，光纤在线讯，文章来源：逍遥设计自动化

简介
    在当前半导体行业面临诸多挑战的背景下，AMD公司的Corporate Fellow兼SVP Sam Naffziger分享了他对行业瓶颈的见解以及未来发展方向。本文将详细探讨半导体芯片发展的主要瓶颈，以及未来5-10年内芯片技术可能的发展方向。

      
当前芯片发展的瓶颈
    虽然摩尔定律一直是业界讨论的热点，但我们需要关注的是：目前芯片发展的主要瓶颈在哪里？为什么单核CPU的速度无法与晶体管密度的增加保持同步增长？

    答案在于能耗问题。随着晶体管密度的增加，单核CPU的能耗并没有等比例降低。因此，为了解决能耗问题，芯片设计不得不向多核心或GPU架构发展。这也解释了为什么台积电将未来半导体制程发展的主要方向定位于降低能耗，而不仅仅是提高晶体管密度。

      
芯片设计向GPU+CPU混合架构发展的原因
    相较于传统CPU，GPU或CPU&GPU的混合架构能在一定程度上解决能耗剧增的问题，同时保证算力在可控能耗条件下持续提升。这也是芯片设计趋势从纯CPU向CPU&GPU混合架构转变的主要原因。

    理解了这一点，我们就能明白为什么定制化芯片架构成为一个主要发展方向。定制化芯片架构能在相同能耗条件下大幅提高算力，这是传统CPU难以实现的。

      
Chiplet技术的兴起
    Chiplet技术的发展使IC设计师能更快速、更好地定制化芯片。此外，相比传统SoC设计，Chiplet设计在制造良率上也具有优势。

先进封装技术的重要性
    随着Chiplet设计的普及，为了支持这种设计方式并解决芯片间数据传输的能耗问题，先进封装技术成为了一个关键的技术支撑。

    早期，由于成本考虑，先进封装技术并未被广泛采用。但随着先进制程成本的大幅上升，以及芯片间传输能耗成为系统能耗的主要部分，越来越多的公司开始探索先进封装技术。目前，许多产品使用先进封装技术已经获得了很好的性价比，推动了这一技术的快速发展。

      
      
未来发展趋势
    面对AI和大型语言模型（LLM）带来的巨大算力需求，半导体产业需要找到既能大幅提升算力，又能避免能耗快速增加的解决方案。

    因此，我们可以预见以下趋势：
    ·  定制化芯片（包括定制GPU和ASIC）的趋势将持续。
    ·  Chiplet技术带来的设计便利性和经济效应将继续推动其发展。
    ·  先进封装技术在降低系统能耗方面的优势将促进其进一步发展。

    芯片设计（GPU、ASIC等）、Chiplet技术和先进封装技术的发展将形成一个良性循环，持续推动未来几年半导体产业的发展。

参考信息
https://www.youtube.com/watch?v=QlsXecH_YsY