芯粒是小型模塊化芯片，可以組合形成完整的片上系統(tǒng) (SoC)。它們被設(shè)計(jì)用于基于芯粒的架構(gòu)，其中多個(gè)芯粒連接在一起以創(chuàng)建單個(gè)復(fù)雜的集成電路。與傳統(tǒng)的單片 SoC 相比，基于芯粒的架構(gòu)具有多項(xiàng)優(yōu)勢，包括提高性能、降低功耗和提高設(shè)計(jì)靈活性。芯粒技術(shù)相對較新，半導(dǎo)體行業(yè)的許多公司正在積極開發(fā)。

　　芯粒是一種新型芯片，為設(shè)計(jì)復(fù)雜的 SoC 鋪平了道路。芯粒可以被視為樂高積木的高科技版本。一個(gè)復(fù)雜的功能被分解成一個(gè)小模塊，然后是可以非常有效地執(zhí)行單個(gè)特定功能的芯粒。因此，使用芯粒的集成系統(tǒng)可以包括：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信號處理、計(jì)算和數(shù)據(jù)流管理，構(gòu)建稱為“芯?！薄?/p>

　　芯粒是封裝架構(gòu)的一部分，它可以定義為一塊物理硅片，通過使用封裝級集成方法將 IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))子系統(tǒng)與其他 芯粒封裝在一起。可以說，芯粒技術(shù)在單個(gè)封裝或系統(tǒng)中集成了多種電氣功能。

　　利用芯粒技術(shù)，工程師可以通過將不同類型的第三方 IP 組裝到單個(gè)芯片或封裝中來快速且經(jīng)濟(jì)高效地設(shè)計(jì)復(fù)雜芯片。這些第三方 IP 可以是 I/O 驅(qū)動(dòng)程序、內(nèi)存 IC 和處理器內(nèi)核 。

　　芯粒的想法起源于 DARPA CHIPS(Common Heterogeneous Integration and IP)項(xiàng)目。由于最先進(jìn)的 SoC 并不總是適合小規(guī)模應(yīng)用，因此為了提高整體系統(tǒng)的靈活性，CHIP 計(jì)劃尋求創(chuàng)建一種新的 IP 重用范例，即 芯粒。

　　雖然當(dāng)今大多數(shù)電子設(shè)備中的計(jì)算機(jī)技術(shù)在很大程度上仍由傳統(tǒng)芯片組主導(dǎo)，但隨著時(shí)間的推移，這種趨勢似乎很明顯會(huì)發(fā)生變化。許多專家認(rèn)為，隨著這些先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，專用芯粒將成為消費(fèi)設(shè)備的普遍特征。有許多可靠且更便宜的技術(shù)可用于設(shè)計(jì)芯粒。

　　摩爾定律是英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登摩爾于 1965 年做出的預(yù)測，即微芯片上的晶體管數(shù)量大約每兩年翻一番，從而導(dǎo)致計(jì)算能力呈指數(shù)級增長并降低成本。芯粒技術(shù)可以看作是擴(kuò)展摩爾定律并延續(xù)半導(dǎo)體行業(yè)提高性能和降低成本的趨勢的一種方式。

　　芯粒技術(shù)可以幫助擴(kuò)展摩爾定律的一種方式是允許創(chuàng)建更復(fù)雜和更強(qiáng)大的 SoC，而無需將所有必要的組件安裝到單個(gè)單片芯片上。通過將復(fù)雜的 SoC 分解成更小的模塊化芯粒并將它們連接在一起，可以繼續(xù)擴(kuò)大晶體管和其他組件的數(shù)量，而不會(huì)達(dá)到單個(gè)芯片的物理極限。這有助于跟上摩爾定律預(yù)測的性能改進(jìn)和成本降低的步伐。

　　如今，異構(gòu)芯粒集成市場增長更加迅速。AMD 的 Epyc 和英特爾的 Lakefield 等不同的微處理器采用芯粒設(shè)計(jì)和異構(gòu)集成封裝技術(shù)進(jìn)行大量生產(chǎn)。

　　在汽車領(lǐng)域，“芯粒技術(shù)對于車載芯片及智能汽車行業(yè)的影響，將主要體現(xiàn)在提升汽車算力水平，降低‘算力焦慮’，同時(shí)規(guī)范汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)，為未來汽車互聯(lián)互通創(chuàng)造外部環(huán)境;在標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證之后，將有助于降低芯片驗(yàn)證周期，豐富汽車芯片功能及擴(kuò)展應(yīng)用場景?！眲⒉ㄕf。

　　車規(guī)級芯粒系統(tǒng)芯片展現(xiàn)出諸多顯著優(yōu)勢：首先，有效突破傳統(tǒng)封裝技術(shù)的限制，大幅提升互連帶寬，降低封裝成本，為汽車電子電控系統(tǒng)提供更為靈活和高效的解決方案;其次，在設(shè)計(jì)之初便充分考慮汽車行業(yè)對環(huán)境適應(yīng)性、實(shí)時(shí)性、確定性、功能安全、信息安全、低功耗及故障檢測與容錯(cuò)等方面的嚴(yán)格要求。此外，車規(guī)級芯粒系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì)方法論——芯粒級IP復(fù)用與預(yù)制組合，為汽車電子電控系統(tǒng)的快速發(fā)展注入新的活力，通過精心挑選和組合不同功能的芯粒，可以迅速構(gòu)建出滿足特定需求的定制化芯片，大幅縮短產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到上市的時(shí)間周期。

　　“芯粒系統(tǒng)屬于一個(gè)比較新的技術(shù)業(yè)務(wù)，中國芯片制造水平與世界先進(jìn)水平存在一定差距，但芯片封裝能力與世界先進(jìn)水平差異相對較小，因此在這個(gè)主要依賴封裝技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，我們對未來的發(fā)展空間表示樂觀?！眲⒉ū硎?，國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司例如華為等，已在布局芯粒系統(tǒng)所需要的封裝基板、設(shè)備和技術(shù)投入，著手進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證和測試。雖然過去車規(guī)級芯片的國產(chǎn)化率較低，但隨著最近幾年來的發(fā)展，中低端產(chǎn)品的國產(chǎn)化水平不斷提升。在芯粒這個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)外企業(yè)其實(shí)都處于發(fā)展初期，如果整零雙方緊密合作，國產(chǎn)芯片將獲得更多的“上車”機(jī)會(huì)。