小芯片：为什么是现在？

多芯片产品的想法已经存在了一段时间，目的是实现由更小的组件组成的更高功能的系统。例如，我们有 1980 年推出的大型机 CPU IBM 3081。它由多个芯片组成，分别封装并集成到更大的基板上.

然而，我们遇到的绝大多数处理器都是单片式的，处理器的所有功能都集中在一块硅片上。

随着处理器功能的不断扩展，其制造的复杂性也在增加。设计复杂性增长的速度，以及相应的制造能力的增长，被称为摩尔定律。如果不提及这个已有数十年历史的观察结果，就很难讨论最近对小芯片的兴奋。

好吧，在以他的名字命名的法律基础的同一篇论文中，戈登·摩尔 (Gordon Moore) 谈到了一项包含我们现在所知的小芯片的技术的演变：“它可能被证明更经济地构建由较小的功能组成的大型系统，这些功能是单独打包和互连的” 。

从每个解决方案的角度来看，你肯定知道设计公司选择追求小芯片设计作为其存在的主要原因。然而，我们看到许多因素已经达到了正确的条件，准备好采用不同于旧的整体式方法的方法。这些主要归结为芯片尺寸、前端晶圆加工成本、新节点上新设计的工程成本，以及封装解决方案的成熟度和精密度。

单片芯片尺寸

摩尔定律背后的创新引擎使得不断提高的设备集成水平可以继续适应相同的物理尺寸成为可能。例如，如果光刻缩小能够使构建块缩小 30%，那么可以在不增加裸片尺寸的情况下增加 42% 的电路。这大致是几十年来逻辑收缩的速度。然而，虽然逻辑倾向于很好地扩展，但并不是所有的半导体设备都享有这种优势，例如可以包含模拟电路的 I/O，扩展速度大约是逻辑的一半，对于台积电最近向 3nm 的过渡，SRAM 单元大小比例几乎没有。由于完整的 SOC 不仅需要逻辑门，还需要许多不同类型的设备电路，以及保持市场竞争力的最低水平创新，设计人员已经开始选择设计更大的单片芯片。较大管芯的危害在于对良率的影响，因为随着管芯变大，它包含足够多的关键缺陷从而导致其功能失调的可能性更高。

晶圆加工成本