电子行业Chiplet:提质增效,助力国产半导体弯道超车-20230417-中泰证券-26页_1mb
报告摘要
Chiplet: 提质增效,助力国产半导体弯道超车
核心内容
Chiplet是一种将单颗SoC拆分为多个小芯片(Chip)并通过先进封装技术集成的解决方案,它通过降低芯片复杂度、提升性能和优化成本,成为半导体行业的重要发展方向。在中美科技竞争背景下,Chiplet技术为国产半导体提供了突破先进制程封锁、提升良率、降低成本和增强技术自主可控性的关键路径。
主要观点
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Chiplet定义与优势
Chiplet将大芯片“化整为零”,通过MCM、InFO、2.5D CoWoS等封装形式实现多芯片集成。其优势包括:- 性能提升:通过3D堆叠提升单位面积晶体管数量,从而增强算力;
- 成本优化:不同功能模块可采用不同制程,降低整体成本;
- 良率提升:缩小die面积有助于减少缺陷对整片晶圆的影响,提升良率;
- 研发周期缩短:可复用核心芯片,提高设计效率。
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国产化意义
- 规避美国制裁:14nm以下制程受美国限制,Chiplet通过多芯片集成,可部分使用28nm或45nm工艺,减少对先进制程的依赖;
- 提升芯片性能:通过Chiplet堆叠技术,可实现接近10nm制程的性能水平,突破美国技术封锁;
- 技术自主可控:Chiplet技术的国产化有助于推动国内半导体产业链的技术升级。
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AI芯片应用
- AI芯片正朝着高算力、高集成方向发展,Chiplet成为实现这一目标的重要手段;
- AMD作为Chiplet先行者,其ZEN2架构和后续AI芯片Instinct MI300均采用Chiplet技术,实现性能与成本的双重优化;
- 英伟达和英特尔也积极布局Chiplet,英伟达采用UCIe标准,英特尔推出3D Chiplet封装的Xeon处理器;
- 苹果的M1 Ultra采用InFO-LI封装,为Chiplet在消费电子领域的应用提供范例。
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受益产业链
- 封测环节:通富微电、长电科技、华天科技等已实现Chiplet量产,具备技术优势;
- 材料环节:ABF载板市场快速增长,兴森科技、深南电路等企业布局ABF材料,有望受益;
- 设备环节:减薄抛光设备、测试设备等需求增加,华海清科、长川科技、伟测科技等企业受益;
- 设计环节:芯原股份作为国内IP授权龙头,有望在Chiplet产业链中占据重要地位。
关键信息
- 市场空间:2024年全球Chiplet芯片市场规模预计达500亿美元,封测市场空间达50亿美元;
- 技术挑战:Chiplet对EDA设计提出新要求,包括多芯片整合、物理量验证、封装与设计协同等;
- IP化趋势:Chiplet推动芯片IP复用,芯原股份作为国内IP供应商,已推出基于Chiplet的高端应用处理器平台;
- 减薄需求:3D IC发展带动晶圆减薄抛光设备需求,华海清科减薄设备预计2023年批量出货;
- 测试需求:Chiplet封装前需进行CP测试,测试服务和设备需求倍增,伟测科技、长川科技等企业受益。
建议关注
- 设备:华海清科(Chiplet减薄抛光)、长川科技(数字测试机)、华峰测控(模拟测试机);
- 封测:通富微电(封装环节受益)、长电科技(Chiplet已放量)、伟测科技(第三方测试龙头);
- 设计:芯原股份(国产IP授权龙头);
- 板材:兴森科技(国产ABF板领军者)、深南电路(ABF板布局较早);
风险提示
- Chiplet渗透率不及预期;
- 美国制裁可能加剧;
- 国内Chiplet相关技术突破不及预期;
- 报告所用公开资料可能存在滞后或更新不及时的风险。
产业趋势
- Chiplet技术正加速在AI、高性能计算(HPC)、5G、物联网等领域应用;
- 国内厂商在Chiplet产业链各环节加速布局,具备技术优势和市场潜力;
- 未来Chiplet有望成为高性能芯片的重要封装方式,推动国产半导体技术升级与产业自主化。
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