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如何看待台积电的自研Chiplet芯片“This”

2019-09-27
关键词: 台积电 chiplet This

在7月初于日本京都举办的VLSI Symposium(超大规模集成电路研讨会)期间,台积电展示了自己设计的一颗小芯片(chiplet)“This”。 官方的基本参数上,披露了该芯片采用7nm工艺,4.4x6.2mm(27.28 mm²),CoWos(晶圆基底封装),双芯片结构,其一内建4个Cortex A72核心,另一内建6MiB三缓。

这依旧是TSMC一贯用公版设计做DEMO的习惯?还是更深的战略布局?对传统Foundry的影响?对Cadence和Synopsys是否有影响?对AI DSA的IP开发者生态造成什么影响?

先参考近期台媒一篇报道以及与T某位部长的交流:

台湾成立了台湾AI芯片联盟(AI on Chip Taiwan Alliance),简称AITA。这个联盟是由56家信息技术和半导体制造公司、集成电路设计和软件公司组成,旨在促进和加快台湾AI芯片的开发和生产。成员公司包括台积电(TSMC)、联华电子公司(UMC)、联发科、瑞泰半导体、南亚科技、广达电脑、富士康电子、华硕电脑和微软台湾等公司。台湾经济事务部表示,将向AITA成员公司提供相关AI芯片开发补贴,单个项目的补贴金额不超过该计划总资金的一半。

“AITA最初的目标是,开发半通用AI芯片、异构集成AI芯片和新兴计算AI芯片,并为AI芯片构建一个软件编译环境。”

“让AITA的会员公司能够把AI芯片的开发成本降低10倍,将开发时间缩短6个月或者更多,并促使台湾成为全球AI芯片市场的佼佼者。”

在TSMC官宣的几个信源中有部分披露,包括chiplet基本参数,也听到一些声音在推测其战略意图;不能否认先进封装工艺对于简化并延续设计、控制成本和加快投放的积极作用,这也是INTC/AMD/Samsung等一线芯片厂的趋势。

一个细节是,这个7nm chiplet是用很贵的CoWos (2.5D)封装(相对于INTC的较低良率的EMIB而言),虽说不算最先进的3D IC,也足以拉开国内传统的封装厂3-5年代差。

我们知道,chiplet封装方案在INTC和AMD都在做,导入新封装方案是主流Fab的趋势,毕竟用chiplet封装个硬核就是准产品化了,也会减缓对新工艺节点的追逐。对成长期的AI初创团队,对于有特殊设计和应用场景的专精路线,也不必重新发明轮子,直接拼盘chiplets :),通用电路晶体管数自然大于专用电路部分很多,往一个die上设计,就不必重复其余大部分的通用电路劳动了;

这个方案从技术上是好主意,就是把DLA的通用硬核和专用矩阵电路分开了;从商务上,chiplets也是主动且具备高毛利预期的方案,但实际不好说,T有跟客户直接竞争的嫌疑的。思考一下上面第“3”条,那个大幅降成本增效的数值并不是Foundry可承诺的;

虽不能确定TSMC会设计芯片(低概率),但作为假设,Foundry在此模式下,对于国内类似芯原这样的集成产线或是不论软/硬核的那些AI方案,部分fabless直接引进chiplet方案就好,简化了设计,省去许多中间研发调试的成本/时间/风险。同时这种假设也近似Cadence等的商业策略,通用IP core都给调好了,新设计团队专心探索workload/dataset并做好专用电路即可了,chiplet甚至降低了流片负担(设想如果一个AI芯片90%通用电路)。Time to Market将会缩短多倍,缩短市场周期后的成本摊薄、NRE、毛利同样会更为可观,foundry也更加绑定和赋能了那些技术上游的fabless。当然,也设想下,未来也许愈来愈没有板级什么事了。

这种假设的想象空间是,Foundry模式演变IDM-to-be,积累更多通用IP之后,便能同时支持通用/专用的产品化需求了,多年硬核gds的积累,能够给Fabless简化设计成本进而把握部分定价权,当然,这仅是资本市场想象力。反之对于传统IDM的自产能力,也会因此刺激其升级/扩容吧,确保仅中低端大批次的品类送代工吧。

此外,假设这种新模式Foundry可以做一些基础chiplet die的营销并逐步扩大上游产业链地位,IP库不断延展积累,新模式演进到一个周期,就可以看空传统Foundry了吧:)传统型foundry要做系统级的、较新制程的、高附加值的、大批次的代工订单会变得挑战。

虽然,TSMC一贯有用公版设计做demo的惯例,但这次的设计思想和发布时间,似乎不能草率解读,但也不能极端解读为TSMC去竞争客户市场。可以设想的是,Foundry模式也许正在微变,未来3-5年,全球哪里才有几十万人+级别的IC design队伍的红利以及繁荣的整机市场呢?作为我国市场在高端制程上依赖的主要代工伙伴,不妨去推测TSMC的战略意图。


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