摩尔定律的挑战与芯粒技术的兴起 - 摩尔定律指出半导体芯片上的晶体管数量大约每两年翻一番，但近年来芯片电路尺寸缩小至几纳米级别后，面临物理极限、制造复杂性增加和成本上升的挑战 [2] - 电路尺寸缩小导致制造良率降低，使得生产大量可用芯片变得更加困难，建造和运营半导体代工厂需要大量资金和专业知识 [2] - 芯粒是执行特定功能的小芯片，多个芯粒可组合成一个封装以组成完整系统，此方法通过只使用"已知良好芯片"来极大地提高制造良率和效率 [2] 芯粒技术的优势与应用 - 异构集成工艺允许将不同工艺制造、具有不同功能的芯片组合到单个封装中，高性能计算部件可用最新半导体工艺制造，而存储器和模拟部件可采用更传统、更具成本效益的技术 [3] - 汽车行业使用该技术开发未来汽车的片上系统，计划在2030年后应用于量产汽车，以提升汽车半导体的性能、AI计算和图形处理能力 [3] - 芯粒技术能帮助制造商将功能安全部件与用于自动驾驶的AI处理器结合，更快地根据汽车制造商需求定制片上系统 [3] - 该技术正扩展到人工智能和电信等其他领域，推动众多行业创新，并迅速成为未来半导体行业的关键技术 [5] 芯粒集成与封装技术 - 中介层是实现芯粒紧凑高速连接的关键组件，通常由硅制成，位于芯片下方以帮助芯片间通信，其性能直接影响连接紧密度和电信号交换速度 [5] - 先进的芯粒集成技术在高效供电方面发挥重要作用，通过添加微小金属连接点为电流和数据传输提供路径，实现高速数据传输并充分利用有限空间 [5] - 当前主流方法是2.5D集成，将多个芯片放入单个封装中，而下一代重大进展是3D集成，该技术使用硅通孔垂直堆叠芯片以实现更高集成度 [5] - 将灵活芯片设计与3D集成结合可构建更快、更小、更节能的半导体，将内存和处理单元直接堆叠可实现高速数据访问，有利于人工智能等高性能流程 [7] 芯粒技术的挑战与前景 - 垂直堆叠芯片导致热量更容易积聚，使热管理和保持高制造良率变得更加困难 [8] - 全球研究人员正在研究先进封装技术的新方法以更好地应对热挑战，芯粒与3D集成的结合被视为一项颠覆性创新，有可能取代摩尔定律 [8]