摘要：随着AI/HPC高性能芯片需求的快速增长，当前半导体产业的设计思维也开始从单芯片转向多芯片并行计算，一时之间，3D-IC/Chiplet技术成为突破传统设计瓶颈、加速创新与缩短上市时间的关键。身为EDA领导者的cadence首度举办3D-IC/Chiplet技
随着AI/HPC高性能芯片需求的快速增长，当前半导体产业的设计思维也开始从单芯片转向多芯片并行计算，一时之间，3D-IC/Chiplet技术成为突破传统设计瓶颈、加速创新与缩短上市时间的关键。身为EDA领导者的cadence首度举办3D-IC/Chiplet技术论坛，邀请生态系统伙伴与业界专家，共同探讨3D-IC/Chiplet设计的最新发展趋势、关键技术挑战与市场增长契机。
Cadence在日前举办的“从芯片设计到封装，谋划半导体新格局”为题的3D-IC/Chiplet技术论坛，会中除了来自Cadence总部研发主管与客户应用工程主管轮番上台发布演讲外，并且邀请安谋（Arm）、创意电子（GUC）、创鑫智能（Neuchips）、联发科技（MediaTek）等生态系统伙伴与业界专家进行专题座谈会。
Cadence台湾区总经理宋栢安开场致辞指出，3D-IC/Chiplet已经成为克服半导体材料面临物理限制的最佳解答与未来方向。不仅如此，今后芯片的优化重点已经不再是传统所谓的PPA（功耗/性能/面积），而是能分析热、电、磁等不同问题的系统级PPA。
迎战Chiplet时代挑战！从集成式EDA到全流程的全面解决方案
Cadence研发副总裁Don Chan提到，不久前我们才经历过一波半导体的典范转移，它们是由于设计变得更加复杂、制程节点越来越小以及PPA困难增加等新的挑战所带动。
如今随着摩尔定律放缓，以及AI/ML带动了多学门人才的需求高涨，我们正面临另一个全新典范转移的逼近，引发这个趋势的重要因素还包括，从2D快速走向3D、从CPU到GPU的运算扩展、数据带宽需求转换至光子，以及包含电磁光力热与封装的新设计考量。更重要的是，随着系统规划、SoC、异质小芯片、芯片级封装的出现，企业需要创建多学门人才团队。
针对复杂的3D-IC设计，Cadence提供了全面性的解决方案，包括专门针对3D-IC先进封装及芯片堆栈的集成式EDA平台、系统级早期探索与多物理场分析、与主流芯片代工厂合作制定的早期测试芯片参考流程，以及IP版权与服务。
Don Chan表示，Cadence并且提供了专门应对多chiplet设计挑战的Integrity 3D-IC平台，其为结合了系统规划、封装和系统级分析的完整解决方案。该平台支持台积电3Dfabric和3Dblox标准，通过基于该平台的新设计流程，客户可以解决常见的3D-IC设计挑战，并大幅提升3D-IC设计生产力，进而加快上市时间。
完美集成求解器+ GPU，AI，Cadence推出3D-IC多物理系统分析平台
Cadence多物理系统分析业务群研发副总裁Ben Gu表示，Cadence致力打造结合多物理求解器，GPU，AI的3D-IC多物理系统分析（Multiphysics System Analysis, MSA）集成平台。在多物理场模拟分析领域，该公司通过Sigrity、Clarity、Celsius Studio、Voltus等求解器来进行电磁光力热等多物理场模拟分析。
为了提升多物理场模拟效率，Cadence推出了Millennium平台，该平台是专为3DIC多物理场模拟打造的GPU加速平台，通过结合GPU加速运算平台与Cadence运算软件以实现共同优化（Co-Optimized）的核心架构，该公司因此能将AI、原则性模拟与优化，以及加速运算三个概念集合在单一系统中协同运行。
Millennium宛如超级计算机，一台地端Millennium（32个GPU）约当拥有8,000个CPU核心的算力。不仅如此，比起传统HPC，Millennium平台能大幅降低运算成本达10倍，并减少20倍的能耗。
彻底释放Chiplet颠覆级影响力，实现2.5D/3D先进封装异质集成
在这次专家对谈中，由Cadence Fellow暨3D-IC技术专家Pinhong Chen担任主持人，邀请到ARM芯片计划资深总监Frank Chen、创意电子市场部经理Luke Huang、联发科副总经理Kevin Hu与创鑫智能平台执行总监Hung-Lun Lian，主要从三方面来探讨Chiplet的发展在未来具有极大的重要性。首先Chiplet能实现设计扩展（Design Expansion），芯片商可借此将两个64核的Chiplet相连成为128核，4个连接成256核。其次是设计重复使用，如果厂商原本设计了一个32核Chiplet的运算系统，用于边缘设备上。将两颗同样的die整合成64核Chiplet，便可用于HPC应用上，除此之外，同样的die，AI加速器可用于AI服务器。
Chiplet第三个重要性就是能让公司之间的互操作性成为可能，这方面最具代表性的设计案例，就属日前联发科与NVIDIA发布合作开发的GB10 Grace Blackwell超级芯片。再就异质集成而言，近几年受到AI、HPC及数据中心蓬勃发展的影响，通过2.5D/3D先进封装技术来实现异质集成已成为市场趋势。此外，除了明、后年有望推出的第六代HBM4/HBM4E受到瞩目外，随着HBM4为了降低功耗而开始采用逻辑制程来生产，定制化HBM也成为市场讨论度极高的另一个焦点。
探索平衡一切挑战的最优方案，创建生态系推进半导体产业发展
尽管3D封装的重要性与好处明显可见，但却在机械、电子、热、信号/电源完整性（SI/PI）、成本、良率、生产周期时间、供应面技术及可扩展性等面向面临许多挑战。
对于3D-IC与Chiplet的今后发展，生态系统合作无疑将扮演推波助澜的角色，其中尤以EDA软件工具商与芯片代工厂的大力配合最为关键。另一个值得关注的问题是，当前Chiplet制造商皆各有自己专属的互联技术与协议。这使得3D-IC与Chiplet生态系成员在选择小芯片互联IP时，会面临选择哪一个，甚至有可能选错的问题。因此，企业应寻求能平衡各方面挑战的最优化解决方案，并通过集思广义共同研发开源互联IP，创建完整生态系统共同推进半导体产业发展。
来源：十轮网
