行業(yè)風向標 | 新一輪科技革命已到，Chiplet或成AI芯片“破局”之路

每經(jīng)記者 劉明濤    每經(jīng)編輯 趙云    

每一次科技創(chuàng)新的浪潮都是通過突破某一項先進生產(chǎn)力要素，從而提升人類生產(chǎn)效率所實現(xiàn)?；赝叭慰萍几锩牟椒ィ浑y發(fā)現(xiàn)，一項先進生產(chǎn)力從萌芽到被廣泛使用，其核心在于能否變革人類的生產(chǎn)生活方式，帶來生產(chǎn)效率大幅提升。

AIGC的出現(xiàn)真正賦予了人工智能大規(guī)模落地的場景，有望在更高層次輔助甚至代替人類的部分工作，提升人類生產(chǎn)效率。當前時點，以人工智能為代表的新一輪科技革命正在興起，而AIGC相較于傳統(tǒng)AI而言可以“創(chuàng)作”全新的內(nèi)容，已經(jīng)在多個領域?qū)崿F(xiàn)開花結(jié)果。

不過，以ChatGPT為代表的的AI應用蓬勃發(fā)展，對上游AI芯片算力提出了更高的要求，頭部廠商通過不斷提升制程工藝和擴大芯片面積推出更高算力的芯片產(chǎn)品。2022年發(fā)布的英偉達H100采用4nm工藝達到INT8算力1513TOPS。

然而伴隨摩爾定律逼近物理極限，制程升級和芯片面積擴大帶來的收益邊際遞減，架構(gòu)創(chuàng)新或?qū)⒊蔀樘嵘酒懔α肀脔鑿降倪x擇。2022年8月，國產(chǎn)廠商壁仞科技發(fā)布BR100 GPU，采用7nm制程+Chiplet技術(shù)，實現(xiàn)了高達2048TOPSINT8算力，創(chuàng)下全球GPU算力新紀錄。

研究顯示，當5nm芯片的面積達到200mm2以上，采用5 chiplets方案成本就將低于單顆SOC，并將大幅降低面積增加帶來的良率損失。臺積電為Chiplet工藝的領軍者，在其3DFabricTM技術(shù)平臺下有CoWoS、InFO、SoIC三種封裝工藝。其中，CoWoS工藝早在2016年就在英偉達Tesla P100 AI數(shù)據(jù)中心GPU上得到應用，而AMD的最新GPU、CPU亦廣泛采用了該工藝。

除臺積電以外，三星、Intel等龍頭廠商亦各自推出了自己用于Chiplet的封裝技術(shù)，如三星I-Cube（2.5D封裝），X-Cube（3D封裝），英特爾EMIB（2.5D封裝），英特爾Foveros（3D封裝）。

此外，除了成本和良率端的優(yōu)勢，Chiplet技術(shù)帶來高速的Die to Die互連，使得芯片設計廠商得以將多顆計算芯粒集成在一顆芯片中，以實現(xiàn)算力的大幅提升。蘋果M1 Ultra用了臺積電InFO_LSI工藝，將兩顆M1 Max進行拼接，大幅提升整體性能。前述的BR100則是采用臺積電CoWoS-S，將兩顆計算芯粒進行并聯(lián)以實現(xiàn)算力提升。

民生證券分析指出，AI應用加速發(fā)展帶來算力需求旺盛增長，看好Chiplet作為國產(chǎn)AI芯片實現(xiàn)算力跨越的破局之路。

點評：Chiplet（芯粒）協(xié)同先進封裝，破局摩爾定律后時代，未來有望帶動國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)性能升級。

這里，通過整合天風、安信、國信等10余家券商最新研報信息，為粉絲朋友帶來4家公司簡介，僅供參考。

1、佰維存儲

公司是業(yè)內(nèi)少數(shù)的研發(fā)封測一體化存儲廠商。公司自建了封測廠以滿足自身的NAND與DRAM存儲芯片及模組的封測制造需求，目前公司在封裝領域可實現(xiàn)完備的基板級、封裝級設計、仿真和芯片參數(shù)提取，且掌握了激光隱形切割工藝、超薄die貼片和鍵合工藝等較為先進的封裝工藝，在同等晶圓工藝制程下可通過封裝設計與工藝提升產(chǎn)品容量及效能。通過存儲器研發(fā)設計與自建封測產(chǎn)能，公司布局了存儲介質(zhì)特性研究、核心固件算法、存儲芯片先進封裝、自研芯片測試設備及算法和品牌運營的研發(fā)封測一體化經(jīng)營模式，具有產(chǎn)品定制化能力強、開發(fā)快、交期短、品質(zhì)優(yōu)等競爭優(yōu)勢。

--華金證券

2、江波龍

江波龍主要從事Flash及DRAM存儲器研發(fā)、設計和銷售，提供消費級、工規(guī)級、車規(guī)級存儲器及行業(yè)存儲軟硬件應用解決方案。公司自主培育品牌FORESEE面向工業(yè)市場ToB+收購Lexar開拓消費類ToC存儲高端市場，品牌收入結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，聚焦行業(yè)應用與高端消費市場。在周期+消費需求復蘇疊加信創(chuàng)催化企業(yè)級需求下，公司企業(yè)級產(chǎn)品推出享受信創(chuàng)市場紅利、Lexar新產(chǎn)品持續(xù)推出+高端消費品牌價值不斷彰顯驅(qū)動公司23年業(yè)績高增。

--天風證券

3、芯源微

公司是國內(nèi)涂膠顯影細分領域龍頭，產(chǎn)品已完整覆蓋前道晶圓加工、后道先進封裝、化合物半導體等多個領域。從銷售情況看，前道涂膠顯影機offline、I-line、KrF機臺均已實現(xiàn)批量銷售，前道物理清洗機繼續(xù)鞏固國內(nèi)優(yōu)勢地位。從簽單結(jié)構(gòu)看，公司前道track簽單實現(xiàn)放量，占比快速提升，前道track簽單以I-line、KrF為主。目前國內(nèi)前道Track市場主要由東京電子占據(jù)，隨著產(chǎn)品競爭力增強，公司前道Track市占率有望持續(xù)提升。

--中郵證券

4、光力科技

公司是國產(chǎn)半導體劃片機領頭羊，定增項目達產(chǎn)后總共將具備劃片機產(chǎn)能500套/年，募資擴增空氣主軸5200根/年產(chǎn)能。此外傳統(tǒng)煤礦、電力安全監(jiān)測業(yè)務可貢獻穩(wěn)定現(xiàn)金流。同時，公司是全球行業(yè)內(nèi)僅有的兩家能同時提供切割劃片量產(chǎn)設備、核心零部件（空氣主軸、刀片等耗材）的企業(yè)之一。此外，激光切割機、研磨機在研，不斷豐富封測設備產(chǎn)品矩陣，半導體裝備平臺型公司在路上。

--申萬宏源

封面圖片來源：視覺中國-VCG41N1256651755