全球首颗3D芯片诞生，这让先进封装再次引人注目

近日，有一则消息传来，全球首颗3D芯片诞生，这让先进封装再次引人注目。重点是，这颗芯片是台积电7nm制程工艺，利用3D封装技术生产，集成了600亿晶体管。其实，不仅是台积电一直在研发先进封装，三星、英特尔等也在研发，还有我们的中芯国际和封测企业。包括华为也有所研究，还曾申请过多项芯片封装方面的专利。然而， 关于先进封装技术，研究方向挺多，在全球还没有形成统一的规范和标准。其中，美企英特尔作为老牌芯片巨头，尽管在芯片制造制程上已经落后于台积电和三星，至今也没有实现7nm技术突破，但在先进封装方面，却也早就进行布局了。前段时间，英特尔表示在研发先进制程的同时，还要在先进 3D 封装方面保持领先。

近日，英特尔正式宣布，将与台积电、三星、高通、AMD、微软、谷歌、日月光等多家企业，组成“小芯片产业联盟”，目的就是建立标准，促进小芯片生态系统。小芯片(Chiplet)是先进封装的重要技术之一，就是一种搭积木造芯的模式，将多个功能模块芯片与底层基础芯片封装在一起，形成一个系统芯片，以突破摩尔定律。英特尔接台积电、三星等科技巨头组成小芯片联盟，就是要推出一个全新的通用芯片互联标准——Ucle，以此共同打造小芯片互联标准，推动建立小芯片生态体系。要知道，这可是独立于之前芯片制造标准的另一套标准，就是要建立另一个赛道。

但大家应该也看到了，这个“小芯片联盟”的成员包含了多个行业的科技巨头，唯独没有一家大陆的企业，这显然是再次想要把中企排除在外，其用心显然易见了。像我们的中芯国际也是全球领先的晶圆制造企业，华为的芯片设计技术也是全球领先，不逊于苹果、高通，都没有邀请，这明显是要将中企排除在小芯片的技术标准外。这其实跟之前的技术阻挠的套路一样。不过，他们似乎忽视了这三个重要问题。

第一，他们的芯片离不开我们的市场。我国是全球最大的芯片消费市场，每年要进口全球一半以上的芯片。尤其是英特尔、高通等美企芯片企业，主要市场都在大陆。现在，他们想要把我们排除在小芯片标准之外，我们不用的话，他们卖给谁呢?第二，看似联盟却难以形成一定合力。英特尔想要拉这些企业组成联盟，其实他们也是各有各的目的。况且英特尔和台积电、三星还在竞争，想要建立标准并不容易。第三，国内早已建立了国产芯片联盟。去年1月份，华为海思牵头，与中芯国际、紫光展锐、长江存储、龙芯等在内的90家半导体相关企业，组建了国产芯片联盟。

能够有如此大的提升，也是得益于台积电的3D WoW硅晶圆堆叠技术，从而实现了性能和能耗比的全面提升。

正如刚刚所提到的，与Graphcore的上一代相比，Bow IPU可以训练关键的神经网络，速度约为40%，同时，效率也提升了16%。

同时，在台积电技术加持下，Bow IPU单个封装中的晶体管数量也达到了前所未有的新高度，拥有超过600亿个晶体管。

官方介绍称，Bow IPU的变化是这颗芯片采用3D封装，晶体管的规模有所增加，算力和吞吐量均得到提升，Bow每秒可以执行350万亿flop的混合精度AI运算，是上代的1.4倍，吞吐量从47.5TB提高到了65TB。

Knowles将其称为当今世界上性能最高的AI处理器，确实当之无愧。

Bow IPU的诞生证明了芯片性能的提升并不一定要提升工艺，也可以升级封装技术，向先进封装转移。

Graphcore 首席技术官和联合创始人Simon Knowles表示，「我们正在进入一个先进封装的时代。在这个时代，多个硅芯片将被封装在一起，以弥补在不断放缓的摩尔定律 (Moore’s Law) 道路上取得的不断进步所带来的性能优势。

目前，芯片的先进制程已经进行到3纳米芯片了，可以这么说，未来在先进制程方面，已经没有多大的发展空间了。因此，越来越多的企业将目光放在了先进封装上面。最近，全新的3D封装芯片已经出现，全新7纳米3D封装高端芯片面世。这可是全球首颗高端3D封装芯片。

那么，这个非常先进的3D封装技术如果被我国掌握了，那么对中国芯事业而言究竟又会有怎样的影响呢?如今，这样先进的3D封装技术的出现，是否有希望能突破摩尔定律的极限，实现半导体领域打破当下的局面呢?

3月3日，总部位于英国的AI公司Graphcore在当天发布了新一代IPU产品Bow，这已经是这家企业的第三代IPU芯片，这款全新的，全球首颗3D封装芯片和这家公司的上一代产品相比。在性能方面提升了40%，在能耗比和电源效率方面提升了16%。

通过这样的数据，我们不难看出，这颗全球首个3D封装芯片的实力还是比较强劲的，当然，这款芯片最大的亮点在于，这是一款加量不加价的芯片，价格据说和上一代差不多。当然，这枚芯片为何实力会这么强，其实还是因为台积电在代工这枚芯片的时候，采用了先进3D WoW硅晶圆堆叠技术。这个3D硅晶圆堆叠技术主要就是利用相关堆叠技术或者其他微加工技术，将芯片从下到上进行堆叠，从而形成3D堆叠。这样堆叠技术呈现出的效果，英国的AI公司Graphcore已经证明了，确实，芯片性能的提高不仅仅只有芯片先进制程，还可以从封装工艺方面入手。