作者: 付斌

随着ChatGPT的火爆，AI技术再次引发人们的关注。数据显示，现在与AI相关的芯片占比约为20%，而到2030年这一占比将会上升至70%。这意味着，未来不管做什么芯片，多少都和AI有关系。

与AI相伴而来的，是巨大的算力需求。现如今，半导体工艺制程发展已进入后摩尔定律阶段，芯片资源密度和数字逻辑时钟频率的提升幅度逐代次衰减，导致芯片设计厂商只能通过增加芯片面积以提升集成度，不断挑战光罩极限。

Chiplet（芯粒，或小芯片）因其具有提升良率、突破光罩极限、芯片架构灵活、芯片组件技术供应货架化等优异特点，受到产业界和学术界的广泛重视。它是一种把传统单芯片设计方案改为基于多个芯粒进行设计，并利用先进封装工艺进行集成的芯片设计方法。Chiplet一词既指一种特定技术，芯片设计方法、芯片设计架构，也可指组成最终芯片的“芯粒”组件，有时还被用来指代整个与Chiplet技术相关的产业群体。

国内也掀起过Chiplet的热潮，不过到现在，Chiplet芯片主要以企业内部定制为主，没有形成开放的生态。芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民在ICCAD 2023上表示，开放式的Chiplet率先落地的应用场景，会是AIGC和智慧驾驶。

用Chiplet重塑AIGC和智慧驾驶行业

Chiplet在这两年出现频率极高，但从其本身而言，它在产业界并非新东西，而是已经存在十多年。Chiplet能够在一定程度上缓解性能功耗间的矛盾，目前还存在两种较为极端的认知：一种认为Chiplet无所不能，能够实现中国集成电路突围，另一种则认为Chiplet只是一种封装技术，不必把它看太重。

但事实上，任何一门工艺本质上都是一把锤子，怎么使用，何时使用都要看具体针对哪些场景和问题。对现在这个时间点来说，AIGC和自动驾驶对于算力的需求增长最为迅速，所以Chiplet技术应用在这两个场景的增长动力明显增强。

戴伟民表示，国内近年来掀起百模大战，实际上AI大模型数量最终会大幅收敛，因为它的电能消耗非常大而功能较为雷同，未来会在通用大模型中间进行微调，形成垂直领域大模型（垂域），比如医疗、政务等，形象来讲，AI相关的应用是树叶，通用大模型就是树干，垂域大模型就是树枝，而树根就是算力。

以iPhone 4为代表的智能手机开启了移动互联网“牛市”，那么下一轮“牛市”在哪里？戴伟民认为，以ChatGPT为代表的大模型正引领大算力硬件的“牛市”，利用Chiplet技术的AI芯片是具性价比和能耗优势的解决方案，将能够应对大模型训练和推理不断增长的市场。

实际上，芯原早在6年前就已经与谷歌就AI的前沿应用展开合作，彼时业界对AI大模型这一概念还不熟知，也就是说，芯原早先于浪潮之前，就已开始布局相关技术。

智慧驾驶是Chiplet另一个重要市场。一方面，汽车架构正在逐渐从分散式转变为按功能或位置组合的域控结构，另一方面，预计车厂将大幅增加算力，以探索更灵活的方式，将大型芯片中不同功能分割或混搭。

而Chiplet在汽车芯片中快速应用的主要驱动力包括三点。一是通过增加特定Chiplet来升级汽车芯片，可以大幅简化汽车芯片迭代时的设计工作和车规流程；二是几颗Chiplet同时失效的概率远远小于一颗汽车芯片失效的概率，因此也增加了汽车芯片的可靠性；三是Chiplet架构支持将高安全等级的相关功能放在一颗Die内，娱乐交互相关功能集成于另一颗Die，实现不同安全等级的子系统之间的有效隔离，从而有效提升汽车的安全性。

戴伟民表示，芯原在汽车半导体领域深耕多年，从智慧座舱到自动驾驶技术均有布局。

助力中国领先落地Chiplet

“芯原成立于2001年，并于2020年成功在上海证券交易所科创板挂牌上市，19年磨一剑。”戴伟民如是说。那么芯原在Chiplet技术方面进展如何？

芯原拥有丰富的处理器IP，其中包括已广泛部署在各个高端及主流汽车中的GPU IP及其衍生发展而来的GPGPU，已在全球68家企业的120余款人工智能芯片中获得采用的NPU IP及已被全球前20大云平台解决方案提供商中的12家所采用的VPU IP等。芯原也已经布局了Chiplet接口IP和先进封装技术。

“IP芯片化，IP as a Chiplet”和”芯片平台化，Chiplet as a Platform”是芯原结合技术和市场特点，实现Chiplet产业化的重要手段。目前芯原已经基于Chiplet架构推出了高端应用处理器芯片平台，并有序进行迭代工作。芯原的客户也基于其多个IP，推出了面向数据中心和自动驾驶的采用Chiplet架构的芯片产品。

在AI应用方面，除了NPU、GPGPU、高性能GPU的储备外，芯原还将自有的处理器IP进行原生耦合，形成了AI-GPU、AI-VPU、AI-ISP等子系统，给AI设备带来了颠覆性的技术升级，将有力促进AIGC的快速发展。

在汽车方面，芯原拥有获ISO 26262功能安全认证的处理器IP和车规级接口IP，可为客户提供完整的车规级芯片设计与量产服务。比如，芯原的ISP IP同时获得了汽车功能安全及工业功能安全认证，其芯片设计流程也获得汽车功能安全管理体系认证。芯原的GPU IP和NPU IP已经在汽车上获得了广泛的应用，包括信息娱乐系统、仪表盘、车身环视、驾驶员状态监控系统、ADAS、自动驾驶汽车等。此外，芯原已经帮助客户设计了多颗基于先进工艺的高性能自动驾驶芯片，并成功帮助客户设计和量产了多颗车规级MCU芯片。

Chiplet给产业带来四个显著的变化：IP芯片化、集成异构化、集成异质化和I/O增量化。其中，最为关键的是，统一的接口标准对于Chiplet产业落地发展至关重要。UCIe是一个很有影响力的国际开放标准。我们应该拥抱这种能极大整合业内资源的开放标准。芯原是大陆首批加入该组织的企业。

“芯原拥有丰富的处理器IP核，以及领先的芯片设计能力，加上我们与全球主流的封装测试厂商、芯片制造厂商都建立了长久的合作关系，所以非常适合推出Chiplet业务。我们有望成为推出第一批Chiplet商用产品的企业，我们会不断努力，助力Chiplet在智慧驾驶、AIGC等领域的产业化落地。”戴伟民如是说。