深度报告-20220807-浙商证券-半导体行业深度报告_CHIPLET_延续摩尔定律—先进制程替代之路__10页_954kb

半导体行业深度报告总结：Chiplet模式与产业变革

核心内容

Chiplet（芯粒）模式作为摩尔定律趋缓背景下的半导体工艺发展方向之一，通过将多个裸芯片进行先进封装，实现对先进制程的替代，为半导体行业带来新的增长机遇。该模式具备设计灵活性、成本低、产品上市周期短等优势，正在成为推动芯片性能提升与成本优化的重要手段。

主要观点

• Chiplet模式的优势：相比传统SoC方案，Chiplet模式能够实现不同功能分区的异构集成，支持不同工艺节点的选择，提升良率、降低成本、缩短上市周期。
• 国际巨头布局：华为、AMD、苹果等国际企业已积极推出基于Chiplet技术的产品，如华为鲲鹏920、AMD Milan-X、苹果M1 Ultra，这些产品在性能和能效方面均有显著提升。
• 先进封装技术推动Chiplet发展：2.5D、3D、MCM等封装技术是Chiplet实现的关键，这些技术提高了芯片之间的互联密度和性能，同时对封测设备和载板提出了更高要求。
• IP复用提升设计经济性：Chiplet模式促进了IP复用，使IP供应商有机会向Chiplet产品供应商转型，提升其在产业链中的价值。
• 国内企业布局：长电科技、通富微电等国内企业已在Chiplet封装技术上取得进展，参与UCIe产业联盟，推动标准化进程。

关键信息

1. Chiplet：延续摩尔定律—先进制程替代之路

• 背景：随着制程迭代至7nm、5nm、3nm，摩尔定律趋缓，先进制程成本和难度增加。
• Chiplet方案：通过将芯片拆分为多个裸芯片，再通过先进封装技术组合，实现性能提升与成本降低。
• 封装类型：主要包括2.5D、3D和MCM封装，其中2.5D封装通过中介层实现芯片互联，3D封装采用堆叠技术，MCM技术将多个芯片组装在同一基板上。
• UCIe联盟：由英特尔、AMD、Arm等国际巨头发起，旨在建立统一的Chiplet互联标准，推动该技术的广泛应用。

2. 巨头布局：华为/AMD/Apple—产品案例视角

• 华为鲲鹏920：基于7nm工艺，采用Chiplet架构，SPECint Benchmark评分超930，能效比优于业界标杆30%。
• AMD Milan-X：基于台积电3D Chiplet封装技术，拥有768MB L3缓存，是包含9个Chiplet的MCM结构。
• 苹果M1 Ultra：采用台积电CoWos-S桥接工艺，实现两枚M1 Max晶粒互连，晶体管数量达M1的7倍，互连频宽达2.5TB/s，性能飞跃。

3. 产业革新：先进封装+IP复用—供应链之关键

• 封装技术推动：Intel、TSMC、Samsung等国际厂商已构建Chiplet生态系统，抢占市场。
• 国内企业进展：长电科技加入UCIe联盟，推出XDFOI™封装解决方案；通富微电与AMD合作，具备Chiplet大规模生产能力。
• 测试设备需求：Chiplet方案对测试设备提出更高要求，华峰测控、长川科技等公司有望受益。
• IP公司转型：芯原股份作为国内领先IP供应商，致力于“IP芯片化”和“芯片平台化”，推动Chiplet产业化。

4. 潜在受益公司

• 先进封测：通富微电、长电科技
• 设计IP公司：芯原股份
• 封测设备：华峰测控、长川科技、新益昌、和林微纳
• 封装载板：兴森科技

风险提示

• 技术进展不及预期：先进封装技术仍面临高难度挑战，如互连质量、散热能力等。
• 科技制裁风险：国际科技领域制裁可能影响Chiplet技术的全球合作与供应链稳定。

行业评级

• 半导体行业评级：看好，预计行业指数在6个月内将跑赢沪深300指数10%以上。

投资建议

• 投资者应关注Chiplet产业链上下游企业，包括封装、测试设备、IP公司及载板厂商。
• 投资决策应基于个人持仓结构及市场环境综合考虑，不应仅依赖投资评级。

图表目录

• 图1：Chiplet架构芯片示意图
• 图2：将SoC芯片部分拆分
• 图3：鲲鹏920产品示意图
• 图4：鲲鹏920参数
• 图5：AMD EPYC 7003技术示意图
• 图6：AMD Milan-X系列
• 图7：苹果M1 Ultra性能
• 图8：苹果M1 Ultra架构
• 图9：2.5D及3D封装技术
• 图10：先进封装技术演进助力Chiplet发展
• 图11：Intel的EMIB技术
• 图12：Intel的3D Foveros技术
• 图13：台积电CoWoS技术
• 图14：台积电InFO技术
• 图15：芯原股份经营模式

结论

Chiplet模式为半导体行业提供了新的发展方向，尤其在先进制程受限的情况下，成为国内企业实现技术突破的重要路径。随着国际巨头的推动与国内企业的积极参与，Chiplet有望在封装、IP复用、测试设备及载板等领域带来显著的市场机遇。