近年來，Chiplet儼然已成為芯片行業進入下一個關鍵創新階段，并延續“摩爾定律”的一個絕佳技術選擇。

AMD、臺積電、英特爾、Marvell等芯片巨頭憑借敏銳的嗅覺以及強勁的技術實力，紛紛入局。Chiplet的新賽道下，從這些芯片巨頭們各自為戰，到向行業標準化“靠攏”，處處暗流涌動。


Chiplet為何站上風口?

當前，隨著芯片工藝制程節點的持續演進，短溝道效應以及量子隧穿效應帶來的發熱、漏電等問題愈發嚴重，追求經濟效能的“摩爾定律”日趨放緩。

先進制程下高昂的芯片研發、制造費用也給Fabless公司帶來了巨大的成本壓力與投資風險，這迫使人們尋求性價比更高的技術路線來滿足產業界日益增長的對芯片性能的需求。

在此背景下，產業開始轉向以先進封裝為代表的新賽道，伴隨著先進封裝而出現的第一個新概念就是Chiplet，業內又稱芯粒或小芯片。

傳統上，為了開發復雜的SoC產品，供應商需要設計一種將所有功能集成在同一芯片上的芯片。在隨后的每一代中，芯片的功能數量都急劇增加，尤其是在最新的7nm、5nm、3nm節點上，成本和復雜性飆升。

而Chiplet的原理是將原本一塊復雜的SoC芯片，從設計時就按照不同的計算單元或功能單元對其進行分解，然后每個單元選擇最適合的工藝制程進行制造，再將這些模塊化的裸片互聯起來，通過先進封裝技術，將不同功能、不同工藝制造的Chiplet封裝成一個SoC芯片。

由于分解后的芯粒可以分離制造，可以采用不同的工藝。對于工藝提升敏感的模塊如CPU，可以采用先進制程生產，而對于工藝提升不敏感的模塊比如IO部分，則可以采用成本較低的成熟制程制造，以此來降低成本。

簡單來講，Chiplet旨在將大芯片“化整為零”，單顆Chip本質上是IP硬件化，Chiplet封裝可以看作是多顆硬件化的IP的集成。后續Chiplet芯片的升級，可以選擇僅升級部分IP單元對應的Chip，部分IP保留——從而實現一種新形式的IP復用，既可以借助生產規模獲得更低成本，還能夠大幅縮短產品上市周期。

據Omdia報告，預計到2024年，Chiplet市場規模將達到58億美元，2035年將超過570億美元，市場規模將迎來快速增長。


首個國內Chiplet技術標準發布

2022年12月16日，在第二屆中國互連技術與產業大會上，國內集成電路領域相關企業和專家共同主導制定的《小芯片接口總線技術要求》團體標準，也是國內首個原生Chiplet技術標準，正式面向世界發布。

算上此前英特爾領銜，AMD、Arm、臺積電、三星等十個芯片巨頭加入制定的UCIe標準，全球已有兩個小芯片技術標準。同時，眾多科技巨頭入局小芯片，比如蘋果發布的M1 Ultra，采用的就是chiplet技術，將兩枚M1 Max芯片“粘連”而成。

發布小芯片標準有何大意義？

首先，從行業背景來說。

在摩爾定律趨緩下，小芯片技術是半導體工藝發展的一個有效方向，更會是日后芯片企業間競爭的關鍵地帶。從全球情況來看，世界各地的科技巨頭紛紛入局，無疑讓小芯片成為了世界芯片產業的焦點和新的機會。

在新機會面前，國外企業制定小芯片標準，解決互連接口的標準問題，可以抱團取暖尋求新的發展機遇。但是，國外的標準不一定適合中企，而中企又迫切需要屬于自己的原生Chiplet技術標準。

如此背景下，國內首個小芯片標準才會應運而生，將為國內芯片企業解決關鍵技術問題，也會為國內芯片產業帶來巨大發展機遇。

其次，從產業發展角度來說。

chiplet目前還是屬于新興技術領域，許多芯片企業入局后，會涉及到多家同時在做各種功能芯片的各類設計、互連、接口。這就要制定標準讓行業形成統一，如果沒有統一的標準，市場和生態是做不大的，也不利于整個產業鏈的健康發展。

國內有了自己的小芯片標準后，便利于行業的規范和快速發展，而未來也可以促進這份標準，成為行業內的主流。一旦自己的標準率先制定并被更多應用，那么，在該行業內就占據了主導優勢。

其實道理很簡單，以前美企能在芯片市場上占據優勢，主要是因為他們先制定了標準，再而成為行業標準。在之后的技術和專利的研發中，依靠先前的標準，美企占了較大先天優勢。

第三，從技術發展角度來說更需要它。

眾所周知，因為客觀因素，國內研發先進制程受到影響。想要打破這一局面，走Chiplet這條路可行性更高，為了更利于中企應用該技術，國內也需要建立屬于自己的Chiplet技術標準。

雖然，Chiplet暫時不能替代以光刻機的演進為主方向的傳統工藝路線，但在一些特定的場景下，Chiplet技術結合成熟制程工藝，已做到“小于等于”先進制程工藝。

另外，傳統工藝下設計、流片費用變得越來越高昂，流片成功率也變得越來越低，導致整個芯片成本也在不斷提升。而chiplet技術的應用，可以在同等制造工藝中，讓芯片達到更高良率、更低成本。

隨著小芯片技術的不斷發展，能夠應用的領域會越來越多，也會成為未來的技術趨勢和必然選擇。因此，建立屬于自己的Chiplet技術標準，意義就顯得更大了。


Chiplet拉動先進封裝、半導體測試需求

本土 IC 設計企業增多，增大下游封測需求。我國的集成電路設計產業發展起點較低， 但依靠著巨大的市場需求和良好的產業政策環境等有利因素，已成為全球集成電路設計 產業的新生力量。從產業規模來看，我國大陸集成電路設計行業銷售規模從 2010 年的 550.0 億元增長至 2022 年的 5,345.7 億美元，年復合增長率約為 20.87%；而本土產業 鏈的逐步完善，也為國內初創芯片設計公司提供了晶圓制造支持，疊加產業資金與政策 支持，以及海外人才回流，我國芯片設計公司數量快速增加。據中國半導體行業協會數 據，自 2010 年以來，我國芯片設計公司數量大幅提升，2010 年僅為 582 家，2022 年增 長至 3,243 家，2010-2022 年年均復合增長率約為 15.39%。不斷擴大的集成電路設計市 場規模與不斷增加的 IC 設計企業數量也增大對下游半導體封裝、測試需求，推動我國 集成電路封測產業發展。

封測為我國集成電路領域最具競爭力環節，共有四家廠商營收進入全球前十。目前我國 集成電路領域整體國產自給率較低，尤其是在半導體設備、材料與晶圓制造等環節，與 國際領先水平差距較大，而封測為我國集成電路領域最具國際競爭力的環節。近年來， 以長電為代表的幾家國內封測龍頭企業通過自主研發和并購重組，在先進封裝領域不斷 發力，現已具備較強的市場競爭力，有能力參與國際市場競爭。據芯思想研究院，2022， 中國大陸有 4 家企業進入全球封測廠商前十名，分別為長電科技、通富微電、華天科技 和智路封測、全年營收分列全球第 3、第 4、第 6 和第 7 位。

先進封裝技術是 Chiplet 的基礎，Chiplet 方案大概率會采用先進封裝，推動先進封裝 發展。

Chiplet 提升半導體測試需求，利好下游封測廠商、半導體獨立測試廠商和測試設備供 應商。Chiplet 通過將多個裸芯（die）進行堆疊合封的先進封裝，通常使用較為復雜的 芯片。由于在 Chiplet 中封裝了多個 die，為確保正常運行，需要對 Chiplet 進行全檢， 以確保每一個裸芯片都能正常工作，此外需通過邊界掃描(Boundary Scan)測試，才能 確保多個裸芯（die）互聯的可靠性。

中芯國際在其 2020 年的技術發展性報告中說道： 以 Chiplet 技術生產芯片的可測試性是一個挑戰，特別是一旦這些小系統被封裝在一起， 只有數量較少的測試引線可以延伸到封裝外；因此，測試必須分階段進行，先測試單個 的芯片，然后測試封裝后的完整系統。由此可見，Chiplet 既要對每一個裸芯片進行測 試，也要對裸芯片下的互聯進行測試，因此會增大對半導體封測、半導體封測設備的需 求。并對測試設備的數量和性能都提出更高要求，利好封測企業、半導體獨立測試廠商與半導體測試設備供應商。


IC載板是先進封裝的關鍵材料，國產替代前景廣闊

IC 載板是先進封裝的關鍵材料，下游應用廣泛。IC 封裝基板（IC Package Substrate， 又稱 IC 載板）是先進封裝所采用的一種關鍵專用基礎材料，它用于建立 IC 與 PCB 之間 的信號連接，此外還起到保護、支撐、散熱以及形成標準化的安裝尺寸的作用。IC 載板 作為一種高端 PCB 板，具有高密度、高精度、小型化和輕薄化的特點，廣泛應用于移動 終端、通信設備、服務/儲存等下游應用領域。

價值占比：IC 載板為半導體封裝中價值量占比最大的耗材。ABF/BT 載板原材料被海外企業壟斷，原料供應瓶頸制約行業產能擴張。按照封裝材料不 同，IC 載板可分為硬質基板、柔性基板和 IC 載板，硬質基板又可進一步分為 BT、ABF 和 MIS 載板。目前 ABF 載板與 BT 載板生產所需的重要原材料——ABF/BT 有機樹脂被日 本頭部企業壟斷，原材料供給較為緊缺。主要原材料的供應短板也制約了行業產能擴張， 預計行業供不應求局面有望持續較長時間。

從 IC 載板發展過程看， 行業基本遵循“日本-韓國-中國臺灣-中國大陸”的產業轉移路徑。目前全球 IC 載板產 能集中在東亞地區，但由于我國在該領域起步較晚，目前日、韓、臺企業仍占據行業主 導地位，在技術儲備、產能規模、收入與利潤等方面全方位領先大陸廠商。

先進封裝拉動 IC 載板需求增長。IC 載板在高端封裝領域已取代傳統引線框架，成為封 裝過程中的必備材料。先進封裝增加 IC 載板的層數，有效拉動行業增長，而 Chiplet 封裝技術也大大增加了 ABF 載板的需求面積，帶動 ABF 載板需求提升。據 Prismark 統 計，，2021 年全球 IC 封裝基板行業規模達到 142 億美元，同比增長近 40%，預計 2026 年將達到 214 億美元（約 1474 億元），2021-2026 年 IC 載板 CAGR 為 8.6%。國內方面， 預計 2025 年國內 IC 載板市場規模將達到 412.4 億元，占全球比重接近 30%。