高效能运算需求不断，小晶片架构商机 10 年成长逾千亿美元

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根据市场调查机构 Market.us 公布的最新报告，预估 2023 年全球小晶片架构（Chiplet）市场规模为 31 亿美元（约新台币 959 亿元），而到 2033 年将成长到 1,070 亿美元（约新台币 3.31 兆元），2024 年到 2033 年期间的复合年成长率达到 42.5%。

报告中指出，小晶片架构可说是一种异质整合技术，基于小晶片的设计技术，可利用先进的封装技术将不同功能的多个异构晶片集整合单个晶片封装中，可有效应对摩尔定律失效。当前包括人工智慧、资料中心、汽车和消费电子产品在内，各行各业对高性能计算的需求不断成长，这关键因素推动小晶片市场的快速发展。由于小晶片架构既能高效处理复杂计算，又能达到降低能耗的目的，因此非常适合高阶运算任务。

当前两家电脑处理器大厂英特尔与 AMD 都在极力发展小晶片架构的产品。在英特尔的部分，2023 年 9 月正式公布了代号 Meteor Lake 的 Intel Core Ultra 消费端处理器。该处理器当中内含了 CPU、GPU、SoC 以及 I/O 等小晶片，而每片不同功能的小晶片都采用不同的制程所生产，之后再借由 Foveros 3D 先进封装技术将其连结，并且封装在一个晶片内。这做法使得英特尔能摆脱单晶片架构，如此英特尔可以更有弹性的设计个小晶片的架构，并针对特定功能进行最佳化，以达到节省成本，又提高运算效能的目标。

至于 AMD 方面则更早于英特尔采用小晶片架构，在 2020 年推出采用台积电 7 奈米制程的 AMD Ryzen9 5900X，也已经用上了小晶片架构，并证实其效能。AMD 当时就指出，与传统晶片设计方式相比，小晶片架构有改朝换代周期快、成本低、良率高等优点，随着小晶片架构技术兴起，有望使晶片设计进一步简化为 IP 核堆积木方式，半导体制造生态链可能重构。

另外，报告还指出，认为小晶片市场将在各种因素的推动下大幅成长，并在人工智慧、5G 场景应用和物联网（IoT）等领域带来众多发展。另外，不同小晶片之间对标准化和互操作性的需求也日渐成长，这为整个半导体产业提供了独特的合作机会，这种合作可以促进一个强大生态系统的发展，加快创新并扩大小晶片的应用范围。因此，这趋势也促成了英特尔、AMD、微软、Meta、Google、高通、三星、台积电在 2022 年成立 UCIe 联盟，为小晶片架构间的互联提供标准。

就目前来说，全球排名前 5 大的 IC 设计大厂中，就有 AMD、高通（Qualcomm）、辉达（NVIDIA）、联发科 4 家陆续投入小晶片架构的开发设计。另外，英特尔也在 2023 年展示世界第一个 UCIe 标准连接的小晶片架构处理器。此处理器集合台积电与英特尔两大晶圆代工厂尖端技术，分别将使用I ntel 3，以及 TSMC N3E 的新思科技 UCIe IP 的两个小晶片，透过英特尔 EMIB 先进封装进行连接。因此，在各家厂商都关注到小晶片架构的发展下，未来商机持续发展确可期待。

(首图来源：英特尔)

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