Станет ли 2025 год Годом Чиплетов?

По мере приближения к 2025 году, полупроводниковая промышленность находится на начальном этапе монументального перехода к технологии чиплетов. Хотя 2025 год не станет годом, когда чиплеты начнут доминировать на рынке, он отметит начало десятилетнего перехода, в ходе которого чиплеты изменят лицо электронного дизайна и производства. 

Эта эволюция основывается на тенденциях, о которых мы говорили ранее в этом году в Почему будущие электронные дизайны могут быть основаны на чиплетах. Модульные возможности чиплетов предлагают множество преимуществ, включая улучшенную производительность, экономику и гибкость. Эти преимущества становятся всё более важными, поскольку электронная промышленность сталкивается с ограничениями традиционных монолитных дизайнов микросхем.

Чиплет-ракета на стартовой площадке

И финальный отсчет начался. Рынок чиплетов готов к взрывному росту, обусловленному возрастающим спросом на высокопроизводительные вычисления в различных отраслях. Приложения для ИИ, центров обработки данных, автомобильной промышленности и потребительской электроники возглавят этот заряд. Оценки от Market.us Scoop предполагают, что рынок чиплетов вырастет с 3 миллиардов долларов США в 2023 году до 107 миллиардов долларов США к 2033 году, с ежегодным сложным темпом роста (CAGR) 42% (см. Рисунок 1). 

Приведенные выше данные на самом деле довольно консервативны по сравнению с другими прогнозами. Например, согласно исследованию KBV Research, ожидается, что глобальный рынок чиплетов достигнет $373 миллиардов к 2030 году, с CAGR 76%. Markets and Markets прогнозируют, что рынок вырастет до $148 миллиардов уже к 2028 году, с поразительным CAGR в 87%, что более чем в два раза превышает показатели, представленные на рисунке 1.

2025 год: Важный год для принятия технологии чиплетов

2025 год, вероятно, станет переломным моментом, когда технология чиплетов перейдет из обещающей концепции в практическую реальность в ряде отраслей. Совпадение нескольких ключевых факторов должно ускорить принятие чиплетов, создавая идеальный шторм инноваций и возможностей.

Зрелость стандартов: Стандарт Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe), разработанный Intel и другими лидерами отрасли, ожидается, что получит более широкое распространение в 2025 году. Этот стандарт будет способствовать взаимодействию и ускорит интеграцию чиплетов между производителями.

Part Insights Experience

Access critical supply chain intelligence as you design.

Learn More

Растущие инвестиции: Крупные полупроводниковые компании выделяют значительные ресурсы на исследования и разработки в области чиплетов, некоторые из них инвестируют многомиллиардные суммы. Инициативы правительств многих стран также финансируют проекты чиплетов, признавая их стратегическое значение.

Прогресс в технологиях упаковки: Компании, такие как TSMC и Intel, делают значительные шаги в развитии передовых технологий упаковки для чиплетов. Эти инновации позволят более эффективно интегрировать чиплеты в сложные и многофирменные системы.

Расширение экосистемы: Экосистема чиплетов быстро растет, компании EDA, литейные предприятия и компании по аутсорсингу сборки и тестирования полупроводников (OSAT) вносят свой вклад в развитие технологии чиплетов.

Долгий и извилистый путь к повсеместному использованию чиплетов

Хотя 2025 год является значительной вехой, распространение чиплетов будет постепенно разворачиваться на протяжении следующего десятилетия. Несколько факторов будут способствовать этому долгосрочному переходу:

Сначала мы увидим однородные конструкции с блоками IP (блоки интеллектуальной собственности, которые являются повторно используемыми единицами логики или дизайна микросхем) от одного производителя. По мере созревания технологии появятся по-настоящему гетерогенные конструкции.

Эти гетерогенные конструкции будут сочетать компоненты от нескольких производителей и, возможно, различные производственные процессы – например, смешивание высокопроизводительных логических чиплетов с чиплетами памяти или аналоговыми/РЧ чиплетами, каждый из которых оптимизирован для своей конкретной функции. Однако такой уровень интеграции все еще находится в годах от нас и, вероятно, станет распространенным в 2030-х годах.

Make cents of your BOM

Free supply chain insights delivered to your inbox

Learn More

По мере наращивания производства чиплетов отрасль должна преодолеть уникальные вызовы, особенно в отношении тестирования и обеспечения качества. Увеличение объема отдельных кристаллов потребует увеличения объемов тестирования и новых подходов для обеспечения функциональности перед окончательной упаковкой.

Китай принимает технологию чиплетов, отчасти из-за торговых санкций США в отношении передовых чипов и оборудования для их производства. Согласно MIT Technology Review, соединяя несколько менее передовых чипов в один, китайские компании могут использовать чиплеты для обхода санкций, наложенных правительством США.

Влияние чиплетов на различные сектора

По мере того как модульный подход к проектированию полупроводников набирает популярность, последствия будут ощущаться далеко за пределами заводов по производству чипов. В частности, чиплеты станут строительными блоками инноваций в ряде секторов, включая:

Автомобильная промышленность: Переход к электромобилям (EV) и системам передовой помощи водителю (ADAS) создает спрос на более мощные и гибкие решения для обработки данных. Чиплеты предлагают необходимую мощность и адаптивность для удовлетворения этих требований и станут общепринятым стандартом для многих автомобильных приложений в следующем десятилетии.

Согласно исследованию McKinsey, 48% руководителей индустрии ожидают появления чиплетов для автомобильных приложений между 2027 и 2030 годами, в то время как 38% предсказывают их внедрение между 2030 и 2035 годами. Этот постепенный выпуск отражает осторожный подход автомобильной промышленности и время, необходимое для созревания технологий чиплетов.

Искусственный интеллект и центры обработки данных: Чиплеты позволят создавать более мощные и энергоэффективные процессоры ИИ, позволяя интегрировать специализированные ядра для различных задач ИИ, таких как вывод и обучение, в один пакет. Под влиянием ненасытного спроса сегодняшнего дня на мощность обработки ИИ, компании, такие как NVIDIA, значительно инвестируют в чиплеты.

Потребительская электроника: Чиплеты способствуют повышению производительности потребительских устройств. Например, настольный процессор AMD Ryzen 7 5800X3D демонстрирует увеличение производительности в играх на 15%. Помимо игр, ожидается, что чиплеты революционизируют смартфоны, планшеты и носимые устройства, позволяя производителям объединять компоненты лучшего класса для конкретных функций, таких как обработка ИИ, графика и управление питанием.

Периферийные вычисления: Конкретные примеры использования периферийных вычислений, такие как промышленный интернет вещей и приложения для умных городов, значительно выиграют от гибкости и производительности, которые предлагают дизайны на основе чиплетов. В применениях периферийных вычислений в промышленности это приведет к более отзывчивым и автономным системам. 

Проблемы и соображения

Несмотря на многообещающие перспективы, революция чиплетов сталкивается с рядом проблем:

Стандартизация: Несмотря на прогресс в стандартизации чиплетов, таких как UCIe, требуется дополнительная работа для обеспечения безпроблемной интеграции между различными производителями чиплетов и технологиями.

Тестирование и обеспечение качества: Модульная природа чиплетов вносит новые сложности в тестирование и надежность всей системы, что оказывает давление на традиционные методологии тестирования и QA.

Нехватка талантов и ресурсов: Переход на технологию чиплетов требует квалифицированных кадров и доступа к критически важным ресурсам. С ростом спроса на чиплеты мы можем столкнуться с их нехваткой.

Взгляд в будущее модульности

Хотя 2025 год не станет годом полного перехода на чиплеты, он отметит начало трансформационного десятилетия для полупроводниковой промышленности. Переходя к 2030-м годам, чиплеты станут доминирующим подходом к проектированию чипов, предлагая новые уровни гибкости, производительности и экономической эффективности. Успешный переход будет зависеть от преданного сотрудничества в рамках экосистемы чиплетов. Также потребуются передовые технологии упаковки и новые подходы к стандартизации и тестированию. 

По мере созревания экосистемы чиплетов мы можем рассчитывать на появление инновационных приложений и решений, которые сдвигают границы производства электроники. Глядя в будущее, ясно, что революция чиплетов принесет совершенно новые возможности для будущего полупроводниковой технологии.