Czy 2025 będzie rokiem chipletów?

Gdy zbliżamy się do roku 2025, przemysł półprzewodnikowy znajduje się na początkowym etapie monumentalnej zmiany w kierunku technologii chipletów. Chociaż 2025 rok nie będzie rokiem, w którym chiplety zdominują rynek, oznaczać będzie początek dekady długiego przejścia, które zobaczy, jak chiplety zmieniają oblicze projektowania i produkcji elektroniki. 

Ta ewolucja opiera się na trendach, o których dyskutowaliśmy wcześniej w tym roku w Dlaczego przyszłe projekty elektroniki mogą być oparte na chipletach. Modularne możliwości chipletów oferują wiele zalet, obejmujących poprawę wydajności, ekonomiki i elastyczności. Te zalety stają się coraz ważniejsze, ponieważ przemysł elektroniczny mierzy się z ograniczeniami tradycyjnych monolitycznych projektów chipów.

Rakieta Chipletowa na Platformie Startowej

I odliczanie się rozpoczęło. Rynek chipletów jest gotowy do przeżycia eksplozywnego wzrostu, napędzanego rosnącym zapotrzebowaniem na wysokowydajne obliczenia w różnych branżach. Aplikacje dla AI, centrów danych, motoryzacji i elektroniki użytkowej będą na czele. Szacunki Market.us Scoop przewidują, że rynek chipletów wzrośnie z 3 miliardów USD w 2023 roku do 107 miliardów USD do 2033 roku, rosnąc z roczną skomplikowaną stopą wzrostu (CAGR) na poziomie 42% (patrz Rysunek 1). 

Dane przedstawione powyżej są w rzeczywistości dość konserwatywne w porównaniu z innymi prognozami. Na przykład, według KBV Research, globalny rynek chipletów ma osiągnąć wartość 373 miliardów dolarów do 2030 roku, z roczną stopą wzrostu (CAGR) na poziomie 76%. Markets and Markets prognozują, że rynek wzrośnie do 148 miliardów dolarów już do 2028 roku, z zadziwiającą CAGR wynoszącą 87%, co jest ponad dwukrotnie większe niż wartości pokazane na Rysunku 1.

2025: Wielki Rok dla Adopcji Chipletów

2025 rok prawdopodobnie oznaczy punkt zwrotny, w którym technologia chipletów przejdzie z obiecującego konceptu w praktyczną rzeczywistość w wielu branżach. Zbieg kilku kluczowych czynników ma przyspieszyć adopcję chipletów, tworząc idealną burzę innowacji i możliwości.

Dojrzewanie Standardów: Standard Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe), ustanowiony przez Intel i innych liderów branży, ma zyskać szersze przyjęcie w 2025 roku. Ten standard ułatwi interoperacyjność i przyspieszy integrację chipletów między producentami.

Part Insights Experience

Access critical supply chain intelligence as you design.

Learn More

Rosnące Inwestycje: Główne firmy półprzewodnikowe przeznaczają znaczące zasoby na badania i rozwój chipletów, z niektórymi dokonującymi inwestycji wielomiliardowych. Inicjatywy rządowe w wielu krajach również finansują projekty chipletów, uznając ich strategiczne znaczenie.

Postępy w technologiach pakowania: Firmy takie jak TSMC i Intel poczynają znaczące postępy w zaawansowanych technologiach pakowania dla chipletów. Innowacje te umożliwią bardziej efektywną integrację chipletów w złożonych systemach wielodostawczych.

Rozwijający się ekosystem: Ekosystem chipletów rozwija się szybko, przy czym firmy EDA, fabryki i firmy zajmujące się zewnętrznym montażem i testowaniem półprzewodników (OSAT) robią swoje, aby rozwijać technologię chipletów.

Długa i kręta droga do wszechobecności chipletów

Chociaż rok 2025 stanowi znaczący kamień milowy, przejęcie przez chiplety będzie stopniowo rozwijać się w następnej dekadzie. Kilka czynników będzie napędzać tę długoterminową transformację:

Początkowo zobaczymy jednorodne projekty z blokami IP (bloki własności intelektualnej, które są wielokrotnie używalnymi jednostkami logiki lub projektu układu chipa) od tego samego dostawcy. W miarę dojrzewania technologii pojawią się prawdziwie heterogeniczne projekty. 

Te heterogeniczne projekty będą łączyć komponenty od wielu dostawców i potencjalnie różne procesy produkcyjne – na przykład mieszając chiplety logiki wysokiej wydajności z chipletami pamięci lub chipletami analogowymi/RF, każdy zoptymalizowany pod kątem swojej specyficznej funkcji. Jednak ten poziom integracji jest jeszcze lata świetlne, prawdopodobnie stanie się powszechny w latach 30. XXI wieku.

Make cents of your BOM

Free supply chain insights delivered to your inbox

Learn More

W miarę jak produkcja chipletów nabiera tempa, branża musi pokonać unikalne wyzwania, szczególnie w zakresie testowania i zapewnienia jakości. Wyższa liczba pojedynczych kości będzie wymagać zwiększonego nakładu pracy przy testowaniu oraz nowych podejść, aby zapewnić funkcjonalność przed ostatecznym pakowaniem.

Chiny przyjmują technologię chipletów, częściowo z powodu amerykańskich sankcji handlowych na zaawansowane chipy i sprzęt do ich produkcji. Według MIT Technology Review, łącząc kilka mniej zaawansowanych chipów w jeden, chińskie firmy mogą używać chipletów, aby obejść sankcje nałożone przez rząd USA.

Wpływ chipletów na różne sektory

W miarę jak modułowe podejście do projektowania półprzewodników zyskuje na popularności, efekty będą odczuwalne daleko poza fabrykami chipów. Warto zauważyć, że chiplety stają się budulcem innowacji w różnych sektorach, w tym:

Automotive: Przesunięcie w kierunku pojazdów elektrycznych (EV) i zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (ADAS) tworzy zapotrzebowanie na bardziej potężne i elastyczne rozwiązania przetwarzające. Chiplety oferują moc i adaptacyjność, aby sprostać tym wymaganiom i staną się standardem dla wielu zastosowań motoryzacyjnych w nadchodzącej dekadzie.

Według badania McKinsey, 48% wykonawców branży przewiduje, że chiplety do zastosowań motoryzacyjnych pojawią się między 2027 a 2030 rokiem, podczas gdy 38% przewiduje ich adopcję między 2030 a 2035 rokiem. Stopniowe wdrażanie odzwierciedla ostrożne podejście przemysłu motoryzacyjnego oraz czas potrzebny na dojrzewanie technologii chipletów.

Sztuczna inteligencja i centra danych: Chiplety umożliwią tworzenie bardziej potężnych i energooszczędnych procesorów AI, pozwalając na integrację specjalizowanych rdzeni do różnych zadań AI, takich jak wnioskowanie i trening, w jednym pakiecie. Napędzane dzisiejszym nienasyconym apetytem na moc obliczeniową AI, firmy takie jak NVIDIA inwestują znacznie w chiplety.

Elektronika użytkowa: Chiplety umożliwiają poprawę wydajności w urządzeniach konsumenckich. Na przykład, desktopowy procesor AMD Ryzen 7 5800X3D demonstruje 15% wzrost wydajności w grach. Poza grami, oczekuje się, że chiplety zrewolucjonizują smartfony, tablety i urządzenia noszone, umożliwiając producentom łączenie najlepszych w swojej klasie komponentów do konkretnych funkcji, takich jak przetwarzanie AI, grafika i zarządzanie energią.

Edge Computing: Specyficzne przypadki użycia w edge computing, takie jak przemysłowy Internet rzeczy (IoT) i aplikacje inteligentnych miast, znacząco skorzystają na elastyczności i wydajności oferowanej przez projektowanie oparte na chipletach. W aplikacjach edge computing w przemyśle przełoży się to na bardziej responsywne i autonomiczne systemy. 

Wyzwania i rozważania

Mimo obiecujących perspektyw, rewolucja chipletów napotyka na szereg wyzwań:

Standaryzacja: Chociaż poczyniono postępy w standaryzacji chipletów, jak na przykład UCIe, potrzebna jest dodatkowa praca, aby umożliwić bezproblemową integrację między różnymi producentami chipletów i technologiami.

Testowanie i zapewnienie jakości: Modularna natura chipletów wprowadza nowe złożoności w testowaniu i ogólnej niezawodności systemu, co obciąża tradycyjne metody testowania i zapewnianie jakości.

Braki kadrowe i zasobów: Przejście na technologię chipletów wymaga wykwalifikowanej siły roboczej i dostępu do kluczowych zasobów. W miarę wzrostu zapotrzebowania na chiplety, możemy być świadkami braków zarówno w jednym, jak i drugim.

Patrząc w przyszłość na modułową przyszłość

Chociaż rok 2025 nie będzie rokiem, w którym chiplety przejmą dominację, oznaczać będzie początek transformacyjnej dekady dla przemysłu półprzewodnikowego. Wchodząc w lata 30. XXI wieku, chiplety staną się dominującym podejściem do projektowania układów scalonych, oferując nowe poziomy elastyczności, wydajności i opłacalności. Pomyślne przejście będzie zależało od poświęconej współpracy w całym ekosystemie chipletów. Potrzebne będą również zaawansowane technologie pakowania oraz nowe podejścia do standaryzacji i testowania. 

W miarę dojrzewania ekosystemu chipletów możemy liczyć na obserwowanie innowacyjnych aplikacji i rozwiązań, które przesuwają granice produkcji elektroniki. Patrząc w przyszłość, jasne jest, że rewolucja chipletowa przyniesie całkowicie nowe możliwości dla przyszłości technologii półprzewodnikowych.