隨著汽車行業(yè)快速增長,全球芯片市場對高性能芯片的需求大幅上漲。這一增長主要源于高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)、電動汽車 (EV) 和智能網聯汽車的普及。這些技術需要快速數據處理、增強傳感器融合以及更優(yōu)的通信能力的支持,以提升車輛性能、舒適性和安全性。芯片行業(yè)的關鍵進展之一是芯粒(小晶片)技術的橫空出世。芯粒(小晶片)具有靈活、可擴展且經濟高效的特點,能將多種技術集成到一塊芯片上。這種集成顯著提升了汽車的性能,同時降低了復雜度。例如,瑞薩電子已在其新一代汽車 SoC 中使用芯粒(小晶片),這表明該技術在汽車領域日益普及。
芯粒(小晶片)技術的一大顯著優(yōu)勢在于其出色的適應性。與傳統(tǒng)單片式設計不同,芯粒(小晶片)采用模塊化方案,使制造商能夠無縫集成各類專用功能。這種覆蓋車輛全生命周期的適應性讓 OEM 能夠構建穩(wěn)健而靈活的電子架構。傳統(tǒng)定制芯片的設計和制造需要耗費大量時間與成本,單次流片就需要耗費數月時間及數百萬美元的投入。通過緊密集成芯粒(小晶片),無需進一步縮小晶體管尺寸即可構建性能強大的系統(tǒng);在成本與功耗對利基市場服務商構成嚴峻挑戰(zhàn)的行業(yè)中,芯粒(小晶片)平臺提供了一種突破性的解決方案。
汽車行業(yè)的企業(yè)正在想方設法通過提供差異化功能(如增強的安全性和高級娛樂選項與技術)在競爭中脫穎而出,從而滿足市場需求,并最大限度縮短產品上市時間。我們正在迎來一個更加互聯、以先進技術為主導的世界,汽車行業(yè)正順應這一趨勢,而芯粒(小晶片)技術在這一進程中發(fā)揮著重要作用。
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集成化設計與分析解決方案
芯粒(小晶片)設計在一個封裝中集成了多個裸片,這種高效的分區(qū)邏輯完美契合當前最先進的封裝制造工藝。構建封裝解決方案需要將所有硅片與外界隔離保護,并實現電源與信號的高效連接。高級封裝與芯粒(小晶片)設計的進步主要由 PCB 領域的傳統(tǒng)外包封裝測試 (OSAT) 廠商推動。晶圓代工廠也在開發(fā)自有的品牌和先進封裝技術,以滿足市場不斷變化的需求。
在談及3D 封裝與芯粒(小晶片)設計時,理解二者的區(qū)別至關重要。3D 封裝采用獨立設計的架構,具有清晰的接口和抽象的輪廓,通過凸塊及與這些凸塊的連接來實現封裝。相比之下,硅片的 3D 堆疊需將單個 RTL 分割到兩個獨立晶圓上,這對門級分區(qū)與工藝仿真提出了嚴峻挑戰(zhàn)。
封裝技術已成為半導體設計不可或缺的組成部分,而不再是事后才考慮的環(huán)節(jié)。采用不同技術的先進多芯粒(小晶片)與多裸片封裝趨勢,正在為產品創(chuàng)造附加價值。這使得企業(yè)能夠構建具有市場競爭力的卓越解決方案,通過先進封裝技術提供更多賣點。但封裝生態(tài)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與硅片領域截然不同。在硅片領域,5 納米制程設計套件 (PDK) 已明確可用。但在封裝環(huán)節(jié),與晶圓廠合作開發(fā)組裝設計套件至關重要。
下一個挑戰(zhàn)是現成的芯粒(小晶片)。目前尚未形成可購買特定功能芯粒(小晶片)的規(guī)?;袌?。業(yè)界正積極聯合多家 IP 供應商與企業(yè),推進可公開銷售的芯粒(小晶片)設計。其核心理念是:從供應商 A 與 B 處采購芯粒(小晶片)后,只需通過 UCIe 等標準化接口或線束連接,即可實現一致的互聯通信。標準化進程正在進行中,當前面臨的挑戰(zhàn)是如何協(xié)調不同技術與標準,以構建如此復雜的系統(tǒng)。
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芯粒(小晶片) 3D 集成技術
挑戰(zhàn)與全方位解決方案
基于芯粒(小晶片)的系統(tǒng)設計帶來了超越單一結構考量的復雜性。處理系統(tǒng)級任務需要運用電子設計自動化 (EDA) 工具進行熱分析、信號完整性、電源完整性分析以及物理連接對準。
Cadence 是提供 IC、SiP/MCM、PCB 及系統(tǒng)分析工具的全方位解決方案供應商。
Integrity 3D-IC 平臺
Cadence Integrity 3D-IC 平臺將不同的設計平臺與工具整合到一個解決?案之中,該平臺有效促進了 IC 與封裝設計?員跨?具、跨平臺的協(xié)同?作。支持大容量的設計,可以幫助系統(tǒng)設計師規(guī)劃、實現和分析具有各種封裝風格(2.5D 或 3D)的任何類型的堆疊芯片系統(tǒng)。提供業(yè)界首個集成化系統(tǒng)和 SoC 級解決方案,利用系統(tǒng)分析技術與 Cadence 的 Virtuoso 和 Allegro X 模擬和封裝實現環(huán)境進行協(xié)同設計。
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