近年来，Chiplet俨然已成为芯片行业进入下一个关键创新阶段，并延续“摩尔定律”的一个绝佳技术选择。

AMD、台积电、英特尔、Marvell等芯片巨头凭借敏锐的嗅觉以及强劲的技术实力，纷纷入局。Chiplet的新赛道下，从这些芯片巨头们各自为战，到向行业标准化“靠拢”，处处暗流涌动。

Chiplet为何站上风口?

当前，随着芯片工艺制程节点的持续演进，短沟道效应以及量子隧穿效应带来的发热、漏电等问题愈发严重，追求经济效能的“摩尔定律”日趋放缓。

先进制程下高昂的芯片研发、制造费用也给Fabless公司带来了巨大的成本压力与投资风险，这迫使人们寻求性价比更高的技术路线来满足产业界日益增长的对芯片性能的需求。

在此背景下，产业开始转向以先进封装为代表的新赛道，伴随着先进封装而出现的第一个新概念就是Chiplet，业内又称芯粒或小芯片。

传统上，为了开发复杂的SoC产品，供应商需要设计一种将所有功能集成在同一芯片上的芯片。在随后的每一代中，芯片的功能数量都急剧增加，尤其是在最新的7nm、5nm、3nm节点上，成本和复杂性飙升。

而Chiplet的原理是将原本一块复杂的SoC芯片，从设计时就按照不同的计算单元或功能单元对其进行分解，然后每个单元选择最适合的工艺制程进行制造，再将这些模块化的裸片互联起来，通过先进封装技术，将不同功能、不同工艺制造的Chiplet封装成一个SoC芯片。

由于分解后的芯粒可以分离制造，可以采用不同的工艺。对于工艺提升敏感的模块如CPU，可以采用先进制程生产，而对于工艺提升不敏感的模块比如IO部分，则可以采用成本较低的成熟制程制造，以此来降低成本。

简单来讲，Chiplet旨在将大芯片“化整为零”，单颗Chip本质上是IP硬件化，Chiplet封装可以看作是多颗硬件化的IP的集成。后续Chiplet芯片的升级，可以选择仅升级部分IP单元对应的Chip，部分IP保留——从而实现一种新形式的IP复用，既可以借助生产规模获得更低成本，还能够大幅缩短产品上市周期。

据Omdia报告，预计到2024年，Chiplet市场规模将达到58亿美元，2035年将超过570亿美元，市场规模将迎来快速增长。

首个国内Chiplet技术标准发布

2022年12月16日，在第二届中国互连技术与产业大会上，国内集成电路领域相关企业和专家共同主导制定的《小芯片接口总线技术要求》团体标准，也是国内首个原生Chiplet技术标准，正式面向世界发布。

算上此前英特尔领衔，AMD、Arm、台积电、三星等十个芯片巨头加入制定的UCIe标准，全球已有两个小芯片技术标准。同时，众多科技巨头入局小芯片，比如苹果发布的M1 Ultra，采用的就是chiplet技术，将两枚M1 Max芯片“粘连”而成。

发布小芯片标准有何大意义？

首先，从行业背景来说。

在摩尔定律趋缓下，小芯片技术是半导体工艺发展的一个有效方向，更会是日后芯片企业间竞争的关键地带。从全球情况来看，世界各地的科技巨头纷纷入局，无疑让小芯片成为了世界芯片产业的焦点和新的机会。

在新机会面前，国外企业制定小芯片标准，解决互连接口的标准问题，可以抱团取暖寻求新的发展机遇。但是，国外的标准不一定适合中企，而中企又迫切需要属于自己的原生Chiplet技术标准。

如此背景下，国内首个小芯片标准才会应运而生，将为国内芯片企业解决关键技术问题，也会为国内芯片产业带来巨大发展机遇。

其次，从产业发展角度来说。

chiplet目前还是属于新兴技术领域，许多芯片企业入局后，会涉及到多家同时在做各种功能芯片的各类设计、互连、接口。这就要制定标准让行业形成统一，如果没有统一的标准，市场和生态是做不大的，也不利于整个产业链的健康发展。

国内有了自己的小芯片标准后，便利于行业的规范和快速发展，而未来也可以促进这份标准，成为行业内的主流。一旦自己的标准率先制定并被更多应用，那么，在该行业内就占据了主导优势。

其实道理很简单，以前美企能在芯片市场上占据优势，主要是因为他们先制定了标准，再而成为行业标准。在之后的技术和专利的研发中，依靠先前的标准，美企占了较大先天优势。

第三，从技术发展角度来说更需要它。

众所周知，因为客观因素，国内研发先进制程受到影响。想要打破这一局面，走Chiplet这条路可行性更高，为了更利于中企应用该技术，国内也需要建立属于自己的Chiplet技术标准。

虽然，Chiplet暂时不能替代以光刻机的演进为主方向的传统工艺路线，但在一些特定的场景下，Chiplet技术结合成熟制程工艺，已做到“小于等于”先进制程工艺。

另外，传统工艺下设计、流片费用变得越来越高昂，流片成功率也变得越来越低，导致整个芯片成本也在不断提升。而chiplet技术的应用，可以在同等制造工艺中，让芯片达到更高良率、更低成本。

随着小芯片技术的不断发展，能够应用的领域会越来越多，也会成为未来的技术趋势和必然选择。因此，建立属于自己的Chiplet技术标准，意义就显得更大了。

Chiplet拉动先进封装、半导体测试需求

本土 IC 设计企业增多，增大下游封测需求。我国的集成电路设计产业发展起点较低， 但依靠着巨大的市场需求和良好的产业政策环境等有利因素，已成为全球集成电路设计 产业的新生力量。从产业规模来看，我国大陆集成电路设计行业销售规模从 2010 年的 550.0 亿元增长至 2022 年的 5,345.7 亿美元，年复合增长率约为 20.87%；而本土产业 链的逐步完善，也为国内初创芯片设计公司提供了晶圆制造支持，叠加产业资金与政策 支持，以及海外人才回流，我国芯片设计公司数量快速增加。据中国半导体行业协会数 据，自 2010 年以来，我国芯片设计公司数量大幅提升，2010 年仅为 582 家，2022 年增 长至 3,243 家，2010-2022 年年均复合增长率约为 15.39%。不断扩大的集成电路设计市 场规模与不断增加的 IC 设计企业数量也增大对下游半导体封装、测试需求，推动我国 集成电路封测产业发展。

封测为我国集成电路领域最具竞争力环节，共有四家厂商营收进入全球前十。目前我国 集成电路领域整体国产自给率较低，尤其是在半导体设备、材料与晶圆制造等环节，与 国际领先水平差距较大，而封测为我国集成电路领域最具国际竞争力的环节。近年来， 以长电为代表的几家国内封测龙头企业通过自主研发和并购重组，在先进封装领域不断 发力，现已具备较强的市场竞争力，有能力参与国际市场竞争。据芯思想研究院，2022， 中国大陆有 4 家企业进入全球封测厂商前十名，分别为长电科技、通富微电、华天科技 和智路封测、全年营收分列全球第 3、第 4、第 6 和第 7 位。

先进封装技术是 Chiplet 的基础，Chiplet 方案大概率会采用先进封装，推动先进封装 发展。

Chiplet 提升半导体测试需求，利好下游封测厂商、半导体独立测试厂商和测试设备供 应商。Chiplet 通过将多个裸芯（die）进行堆叠合封的先进封装，通常使用较为复杂的 芯片。由于在 Chiplet 中封装了多个 die，为确保正常运行，需要对 Chiplet 进行全检， 以确保每一个裸芯片都能正常工作，此外需通过边界扫描(Boundary Scan)测试，才能 确保多个裸芯（die）互联的可靠性。

中芯国际在其 2020 年的技术发展性报告中说道： 以 Chiplet 技术生产芯片的可测试性是一个挑战，特别是一旦这些小系统被封装在一起， 只有数量较少的测试引线可以延伸到封装外；因此，测试必须分阶段进行，先测试单个 的芯片，然后测试封装后的完整系统。由此可见，Chiplet 既要对每一个裸芯片进行测 试，也要对裸芯片下的互联进行测试，因此会增大对半导体封测、半导体封测设备的需 求。并对测试设备的数量和性能都提出更高要求，利好封测企业、半导体独立测试厂商与半导体测试设备供应商。

IC载板是先进封装的关键材料，国产替代前景广阔

IC 载板是先进封装的关键材料，下游应用广泛。IC 封装基板（IC Package Substrate， 又称 IC 载板）是先进封装所采用的一种关键专用基础材料，它用于建立 IC 与 PCB 之间 的信号连接，此外还起到保护、支撑、散热以及形成标准化的安装尺寸的作用。IC 载板 作为一种高端 PCB 板，具有高密度、高精度、小型化和轻薄化的特点，广泛应用于移动 终端、通信设备、服务/储存等下游应用领域。

价值占比：IC 载板为半导体封装中价值量占比最大的耗材。ABF/BT 载板原材料被海外企业垄断，原料供应瓶颈制约行业产能扩张。按照封装材料不 同，IC 载板可分为硬质基板、柔性基板和 IC 载板，硬质基板又可进一步分为 BT、ABF 和 MIS 载板。目前 ABF 载板与 BT 载板生产所需的重要原材料——ABF/BT 有机树脂被日 本头部企业垄断，原材料供给较为紧缺。主要原材料的供应短板也制约了行业产能扩张， 预计行业供不应求局面有望持续较长时间。

从 IC 载板发展过程看， 行业基本遵循“日本-韩国-中国台湾-中国大陆”的产业转移路径。目前全球 IC 载板产 能集中在东亚地区，但由于我国在该领域起步较晚，目前日、韩、台企业仍占据行业主 导地位，在技术储备、产能规模、收入与利润等方面全方位领先大陆厂商。

先进封装拉动 IC 载板需求增长。IC 载板在高端封装领域已取代传统引线框架，成为封 装过程中的必备材料。先进封装增加 IC 载板的层数，有效拉动行业增长，而 Chiplet 封装技术也大大增加了 ABF 载板的需求面积，带动 ABF 载板需求提升。据 Prismark 统 计，，2021 年全球 IC 封装基板行业规模达到 142 亿美元，同比增长近 40%，预计 2026 年将达到 214 亿美元（约 1474 亿元），2021-2026 年 IC 载板 CAGR 为 8.6%。国内方面， 预计 2025 年国内 IC 载板市场规模将达到 412.4 亿元，占全球比重接近 30%。

文章来源： 半导体行业观察，科技众神，未来智库