8月2日，UCIe（通用芯粒高速互連）聯盟宣布阿里巴巴和英偉達新當選董事會成員，加上此前的創始成員日月光半導體、AMD、Arm、谷歌云、英特爾、Meta、微軟、高通、三星、臺積電，該聯盟董事會成員拓展到12家。阿里巴巴也成為首家加入UCIe董事會的大陸企業。

UCIe定義了封裝內Chiplet（芯粒或小芯片）之間的互連標準，以打造開放的芯粒生態系統并更好地支持芯片之間的高速互連。英特爾、AMD、英偉達等主流通用處理器供應商與云廠商積極組建、加入UCIe聯盟，也令Chiplet的生態漸行漸近。

通用處理器企業的技術儲備

如何在制程工藝之外開辟一條繼續提升處理器性能的道路，并使處理器功能更加定制化，覆蓋云服務、深度學習、元宇宙等層出不窮的高性能計算需求，已經成為頭部芯片廠商進行技術研發和儲備的重要考量。此次英偉達加入UCIe董事會，也顯示出主流通用處理器廠商對Chiplet的重視。

各類先進封裝市場營收占比（2016-2022，單位：10億美元）

來源：Yole

對于英特爾而言，Chiplet是延續摩爾定律的技術路線和IDM 2.0戰略的重要組成。英特爾執行副總裁兼數據中心與人工智能事業部總經理Sandra Rivera表示，半導體行業的未來是將多個芯粒集成到一個封裝中，以實現跨細分市場的產品創新，這也是英特爾IDM 2.0戰略的重要一環。英特爾的3D Foveros封裝可以把不同計算功用的小芯片在垂直層面上進行封裝，實現更小更簡單的電路和更快的芯片互聯速度。結合英特爾的封裝微縮技術，Foveros能進一步縮短封裝凸點（裸芯片連接點）的間距，以提升芯片之間和總線的傳輸速率。

AMD也在基于Chiplet技術，推行模塊化的SoC設計理念。早在2019年發布的7nm Zen2架構銳龍處理器中，AMD就采用了Chiplet設計，將不同工藝、不同架構的芯片電路按需搭配，實現更加靈活的配置。AMD面向CPU與GPU互聯的Infinity架構也在第四代版本中支持AMD IP和第三方小芯片的無縫集成。在GPU領域，AMD面向數據中心圖形的CDNA 3架構在單個封裝中結合了5nm小芯片，面向游戲的5nm GPU架構RDNA 3也融入了Chiplet設計，預計每瓦性能提升超50%。

“Chiplet的主要功能就是通過將單芯片中的功能塊分拆出來，通過模塊化封裝實現高集成度單芯片功能，可以用相對成熟的工藝制程去做、成本更低，同時可以實現更短的產品開發周期，實現更快的產品迭代。” 芯謀研究分析師張先揚向《中國電子報》表示。

而向來專注GPU的英偉達，在近兩年推出DPU和Grace CPU之后，顯然也有了在異構計算領域的布局需求。尤其Grace CPU在設計之初就充分考慮了與英偉達GPU的耦合，英偉達為此推出了提供“CPU+GPU一致性內存模型”的NVLink技術。此次加入UCIe聯盟董事會，顯示出英偉達進一步提升GPU、CPU和DPU等芯片集成密度和配置靈活性的意向，未來或將與英特爾、AMD一樣，推出更多面向消費電子和高性能計算的SoC產品。

云廠商融入Chiplet生態

自研服務器處理器乃至加速器，正在成為頭部云廠商的同步動作。相比第三方的通用芯片，自研的定制化芯片能夠使硬件性能與云廠商各自的業務更加匹配，進而實現效能的提升。頭部云廠商還可以基于自身的業務特點和功能需求進行IP的開發和儲備，進而降低芯片的開發和部署成本。同時，定制化的芯片有利于云廠商形成軟硬件閉環，更好地保護客戶的數據安全。

來源：IDC

UCIe聯盟的創始成員谷歌云和本次加入董事會的阿里巴巴，都是“為云造芯”的行家里手。

谷歌研發的TPU被廣泛應用于谷歌翻譯、搜索、相冊等產品以及圍棋機器人Alpha Go的學習模型訓練和計算加速。這種定制化的芯片針對機器學習的工作負載加速進行了優化，支持研究人員、開發者和企業構建可使用CPU、GPU和TPU的TensorFlow（端到端開源機器學習平臺）計算集群。谷歌于2018年向云客戶開放了TPU的beta版本，其2021年發布的TPUv4 可通過4096個TPUv4單芯片組成的POD運算集群釋放高達1exaflop（每秒10的18次方浮點運算）的算力。

阿里巴巴在云端有著相對豐富的自研芯片品類。2021年，阿里巴巴旗下半導體公司平頭哥發布自研ARM服務器芯片倚天710，采用5nm工藝，含128核CPU，面向云場景的高并發、高性能和高能效需求進行設計和優化。今年6月，阿里云發布自研CIPU，其定位是用于加速和管控計算資源的數據中心專用處理器，以進一步提升數據中心的計算、網絡和存儲效率。目前，阿里云已建立芯片、服務器、飛天操作系統等軟硬一體的自研基礎設施。

在不斷積累研發底蘊的同時，云廠商要為客戶提供更加豐富且定制化的產品組合，就需要繼續拓展硬件的產品矩陣。Chiplet不依賴先進制程提升產品性能，且能夠兼容多種IP、芯片的特性，會讓云廠商的硬件開發更加靈活高效。

“Chiplet降低了云廠商的芯片設計門檻，能讓廠商更高效地把產品定義落實到芯片層面。” 開源證券副所長、電子行業首席分析師劉翔向《中國電子報》表示。

而云廠商的加入，也讓Chiplet產業更緊密地結合用戶企業，有利于產業生態的成熟。

“云服務廠商對高性能計算芯片需求不斷攀升，高性能計算和數據中心市場對異構集成有著明確的需求。在市場需求的推動下，Chiplet生態將進一步加速完善。”賽迪顧問集成電路產業研究中心總經理滕冉向《中國電子報》指出。

CHIPLET生態標準需持續完善

從云服務廠商、芯片代工廠、系統原始設備制造商、芯片IP供應商和芯片設計公司紛紛加入UCIe聯盟，不難看出計算產業對于Chiplet標準建設和生態構建的期許。UCIe聯盟主席Debendra Das Sharma表示，目前已經有超過60家企業加入了聯盟。

UCIe等標準的出現，讓Chiplet能夠結合計算產業各個環節的需求，更好地優化技術標準。目前來看，UCIe的技術指標還有進一步提升的空間。

“UCle集聚了一批產業龍頭企業，并推動他們與用戶企業聯合，可以更快推動Chiplet技術的發展。目前UCle標準可以實現的時延遲和傳輸性能還有很大的進步空間，以蘋果為例，UCle對比蘋果的Chiplet技術能力，還有較大差距。Chiplet封裝的工藝也需要不斷完善以實現更高的產品性能。”張先揚說。

同時，人工智能、虛擬仿真、物聯網等技術，使高性能計算不斷涌現新的需求和場景，Chiplet的行業規范和標準也需要與時俱進，覆蓋更多場景需求。

“目前大型芯片企業都推出了基于Chiplet的產品，但各家廠商的互聯標準都是私有協議，限制了不同企業的Chiplet的融合使用，提升了行業進入門檻。UCIe聯盟的建立意在打造Chiplet通用互聯標準，提供高帶寬、低延遲、高性價比的芯片封裝連接。在標準制定方面，Chiplet技術還在不斷演進，行業標準需要緊跟技術發展、市場需求的變化動態調整。” 滕冉說。