在2024中國汽車與出行未來論壇上，芯礪智能首席執(zhí)行官張宏宇博士以“Chiplet：破解高算力芯片三重困局”為題，深入剖析了當(dāng)前高算力芯片發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，并闡述了Chiplet（芯粒）技術(shù)作為關(guān)鍵解決方案的前景與路徑。

困局一：性能提升遭遇“功耗墻”與“存儲(chǔ)墻”
隨著制程工藝逼近物理極限，傳統(tǒng)單一大型SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）的性能提升正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一方面，晶體管密度增加帶來的功耗與散熱問題日益突出，形成“功耗墻”；另一方面，處理器核心與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換速度成為瓶頸，即“存儲(chǔ)墻”。張宏宇指出，單純依靠工藝微縮已難以維系算力的指數(shù)級(jí)增長需求，尤其是在智能駕駛、人工智能等需要實(shí)時(shí)處理海量數(shù)據(jù)的場景中。

困局二：設(shè)計(jì)復(fù)雜性與成本飆升
設(shè)計(jì)一顆先進(jìn)制程、高度集成的高算力芯片，其研發(fā)周期長、投入資金巨大，一次流片失敗可能帶來數(shù)億甚至數(shù)十億元的損失。這種極高的技術(shù)門檻和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，使得許多創(chuàng)新企業(yè)望而卻步，也制約了芯片設(shè)計(jì)的多樣化和快速迭代能力。

困局三：供應(yīng)鏈安全與靈活性不足
全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈高度專業(yè)化，但也帶來了供應(yīng)鏈的脆弱性。單一芯片依賴于特定制程和單一供應(yīng)商，在地緣政治和產(chǎn)業(yè)波動(dòng)下風(fēng)險(xiǎn)凸顯。傳統(tǒng)SoC模式難以針對(duì)不同應(yīng)用場景（如L2級(jí)輔助駕駛與L4級(jí)自動(dòng)駕駛對(duì)算力、功能安全的要求截然不同）進(jìn)行快速、經(jīng)濟(jì)的定制。

Chiplet：模塊化破局之道
張宏宇提出，Chiplet技術(shù)正是應(yīng)對(duì)上述三重困局的戰(zhàn)略性選擇。該技術(shù)將復(fù)雜的大型SoC分解為多個(gè)功能、工藝可獨(dú)立的小芯片（芯粒），通過先進(jìn)的封裝技術(shù)（如2.5D/3D封裝）集成在一起，形成一個(gè)系統(tǒng)級(jí)芯片。

• 應(yīng)對(duì)性能困局：Chiplet允許采用不同工藝節(jié)點(diǎn)制造不同芯粒。例如，對(duì)性能要求高的計(jì)算核心采用最先進(jìn)的制程，而對(duì)性能不敏感或模擬功能的I/O、電源管理芯粒則可采用成熟制程。這能優(yōu)化整體功耗，并利用高帶寬內(nèi)存（HBM）等芯粒，通過硅中介層或直接堆疊，大幅緩解“存儲(chǔ)墻”問題，提升數(shù)據(jù)吞吐效率。
• 應(yīng)對(duì)成本與設(shè)計(jì)困局：Chiplet實(shí)現(xiàn)了IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）的模塊化復(fù)用。企業(yè)可以像搭積木一樣，組合來自不同供應(yīng)商的成熟功能芯粒（如CPU、GPU、NPU、接口芯粒等），顯著降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度和研發(fā)成本，加速產(chǎn)品上市時(shí)間。這為更多廠商參與高端芯片創(chuàng)新提供了可能。
• 應(yīng)對(duì)供應(yīng)鏈與定制化困局：模塊化設(shè)計(jì)提升了供應(yīng)鏈的靈活性和韌性。芯粒可以多元化采購，降低對(duì)單一供應(yīng)鏈的依賴。更重要的是，汽車廠商或Tier 1供應(yīng)商可以根據(jù)不同車型、不同配置的需求，靈活增減或替換特定功能芯粒，實(shí)現(xiàn)算力與功能的精準(zhǔn)、可擴(kuò)展配置，推動(dòng)汽車電子架構(gòu)向域控制乃至中央計(jì)算演進(jìn)。

芯礪智能的實(shí)踐與展望
張宏宇介紹了芯礪智能在Chiplet架構(gòu)領(lǐng)域的探索。公司正致力于構(gòu)建基于Chiplet的開放技術(shù)平臺(tái)，包括高性能互連接口、先進(jìn)封裝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)級(jí)仿真與測試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，旨在推動(dòng)建立更完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。他認(rèn)為，尤其在汽車產(chǎn)業(yè)“軟件定義汽車”和智能化升級(jí)的大趨勢下，Chiplet不僅是一種芯片設(shè)計(jì)方法學(xué)，更是支撐未來出行智能中樞的核心使能技術(shù)，有助于實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠、可定制且成本可控的車載計(jì)算解決方案。

張宏宇呼吁產(chǎn)業(yè)鏈上下游加強(qiáng)協(xié)作，共同推進(jìn)Chiplet相關(guān)接口標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)工具、測試認(rèn)證體系的建立與完善，以抓住技術(shù)變革機(jī)遇，共同破解高算力芯片的發(fā)展困局，賦能中國汽車與出行產(chǎn)業(yè)的智能化未來。