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半个多世纪以来，半导体技术一直默默支撑着科技变革的潮流。可以说，半导体性能、能耗和成本的不断优化，使一个个智能产品得以成为现实，同时，全球半导体也形成了当前较为稳固的分工模式和产业格局。
不过，行路至此，全球半导体产业正处于大变局中：一方面，摩尔定律在不断逼近极限；另一方面，地缘政治裹挟下的全球半导体产业，原有的分工合作面临着不确定性。此外，叠加疫情、全球通胀等所有动荡因素，一个巨大的问号浮现——全球半导体长期稳定的合作，何以为继？
行业在寻求共同的乐观？
近日，美国政府最终通过了《2022年芯片和科学法案》，同时提议与韩国、日本和中国台湾地区组建“芯片四方联盟”（Chip4），“以竞争之名，行遏制之实”的意图基本坐实。
不过，也未必所有的事情都那么悲观。
就在本月初，UCIe（通用芯粒高速互连）联盟官宣：新增阿里巴巴和英伟达两家董事会成员。截至目前，UCIe联盟已经吸纳了12家行业巨头，值得一提的是，阿里巴巴是首个来自中国大陆的董事会成员。
关于UCIe的背景这里多说几句：
几十年来，半导体行业一直按照摩尔定律的规律发展着，芯片制造商凭借工艺技术的迭代，每18个月使芯片性能提升一倍。但随着近年来先进工艺逐步演进到3nm、2nm，用提升晶体管密度来提高性能的做法遇到了瓶颈，摩尔定律开始放缓甚至停滞。业界开始思考将不同工艺的模块化芯片，像拼接乐高积木一样用封装技术整合在一起，在提升性能的同时实现低成本和高良率，这就是Chiplet的思路。
为了定义封装内芯粒（Chiplet）之间的互连，实现封装层级的开放芯粒生态系统和普遍的互连标准，最初，英特尔基于开放的高级接口总线（AIB）工作基础，开发了UCIe标准，并将其作为一个开放规范，捐赠给联盟的创始成员。
UCIe联盟正式成立于2022年3月，旨在构建芯粒（chiplet）技术在芯片上的互联标准，初始董事会成员共有10位，包括英特尔、AMD、高通、台积电、三星、Arm、微软等。这些成员覆盖芯片代工厂、IP供应商、芯片设计、云厂商等等，基本都是科技行业各自领域的顶级玩家，初始就具备了一个小型生态的闭环。
和常规的公司架构一样，董事会是UCIe联盟的最高管理层，可以决定联盟的决策及领导作用。那么，阿里巴巴加入该联盟董事会，意味着什么？当全球半导体产业陷入地缘政治所带来的纷乱时，我们当然希望UCIe能推动开放合作，那么，它究竟能否成为全球半导体关系的“粘合剂”？进而再说一步，它能否成为改变半导体产业未来合作走向的关键一步？
Chiplet生态，开放是关键
未来的芯片很可能就是“你中有我，我中有你”的状态，不同工艺的、不同供应商的芯粒被连接在一起，再封装成一颗大的芯片，从而实现性能、成本的最佳化。在这一方案中，芯粒之间的高速通信非常重要，这也就有了上文提到的UCIe联盟的成立背景。英特尔称，与封装外的SerDes相比，该规范以1/20的功耗提供了20倍的I/O性能。
对于Chiplet生态，充分的开放性非常重要。
要实现更大范围的应用，需要混合来自多家芯片厂商或多个工艺节点的裸片，可能会涉及到多家各种功能芯片的设计、互连、接口，如何界定这些裸片的互联协议和接口标准?
在UCIe联盟建立之前，行业并没有一个统一的规范，众多的芯片厂商此前都在发展自己的互联标准，如Marvell在推出模块化芯片架构时采用的Kandou总线接口;英伟达用于GPU高速互联的NVlink；英特尔的AIB高级接口总线协议;台积电和Arm合作推出的LIPINCON协议；AMD也有Infinity Fabrie总线互联技术，以及用于存储芯片堆叠互联的HBM接口等等……但是，没有统一的规范，Chiplet生态很难壮大。
业界对Chiplet最早产生需求、或者说获益最大的领域，始于HPC/数据中心，虽然现在还不到讨论Chiplet“大规模普及”的时候，但是从半导体一直以来的规模效应来看，未来“应用数量”一定是Chiplet走向普及的必经之路。而“数量”往往来自于更多的产品应用，特别是主流消费产品，如果Chiplet方案从成本、功耗以及外形尺寸都能满足需求的话，业界自然会转向这一方案。
这也意味着，方案的多样性、可选择性就会成为必然趋势，所涉及到内部芯粒的类型和数量可能会更多，一种通用的、可预测的互连方式就更加会成为必然。从以上这些层面来看，UCIe联盟的“纳新”也就容易理解了。
新增成员为什么是英伟达和阿里巴巴？
英伟达和阿里巴巴的加入，使得UCIe增加了一个在GPU和AI领域的大型软硬件方案供应商，以及一个从底层软硬件到云服务、生态系统完善的大型云厂商。
英伟达在今年春季GTC上推出了Grace CPU 超级芯片，就是采用了两个 CPU 组成、通过NVLink-C2C互连的设计方案。
当时，笔者曾就英伟达对互连技术的路线、规划，以及对UCIe的态度询问了黄仁勋的看法。黄仁勋表示，他第一喜欢PCIe，英伟达非常依赖于PCIe，可以说没有PCIe就没有英伟达，未来还是会尽可能多地使用PCIe；第二喜欢UCIe，就像PCIe一样，它更节能、速度更快，之后会逐渐体现出优势，他预测，五年内这些好处会逐渐显现。他同时也肯定了英伟达自己的NVlink互连技术，称其优势在于直连能力。而UCIe不能直接接入芯片，它仍然是一个外设接口。
这一解答已经表明了英伟达放眼整个生态的异构集成布局。
还有，为什么是阿里巴巴？这其实涉及到中国云厂商在Chiplet领域的能力和未来的进一步发展。
首批加入UCIe联盟的云厂商，包括Google云、Meta、微软，与上游的IP、芯片设计或晶圆制造厂商不同，他们拥有庞大的用户群，可以将联盟中获得的进展提供给用户，同时能够得到用户的反馈，从而得到反复的验证和优化。
阿里巴巴的加入其实并不意外，放眼全球市场，阿里云都占有一席之地；其次，阿里重视自研芯片，较早就开始了数据中心芯片的定制工作，也是积极的Chiplet技术使用者；再次，阿里云从2017年开始投入建设的震旦异构计算开放平台（HALO/ODLA），因其可裁剪可扩展的轻量级接口、极简的内存足迹和内禀的异构并行支持，被认为适宜作为Chiplet加速系统的软硬协同计算平台；最后，阿里巴巴庞大的商业生态系统有很大影响力，包括芯片、云服务等领域的相关产业链生态。
UCIe是否利好国产半导体？
美国签署芯片法案前后，国内A股Chiplet概念股连续大涨。
Chiplet有助于提高制造良率、降低设计难度和制造成本，在国际大背景和我国现有工艺水平的基础上，被认为是一种可行的技术途径：
首先，芯片的良品率方面，随着芯片面积增大，良品率会下降，而通过Chiplet设计将大芯片分成更小的芯片可以有效改善良率，同时也能够降低因为不良率而导致的成本增加；其次，在芯片设计阶段，如果将大规模SoC按照不同功能模块分解为一个个芯粒，那么部分芯粒可以做到类似模块化的设计，而且可以在不同的芯片产品中复用，不仅可以降低芯片的设计难度和设计成本，同时也有利于后续产品的迭代，加速产品的上市周期。
华为原轮值董事长郭平就曾在2021年年报发布会上提及，在先进工艺不可获得、单点技术遇到困难的情况下，华为在积极寻找系统的突破。华为常务董事汪涛后来也进一步明确，华为已经在2019年申请了基于芯片3D堆叠、3D封装或称之为chiplet技术方面的专利，来实现在制程相对可能不是那么领先的情况下做出领先的芯片或者系统。
阿里巴巴以董事会成员的身份加入UCIe，无疑提振了国产半导体的士气。但事实上，在此之前，我国大陆地区已经有一批厂商加入了UCIe联盟，比如：半导体IP供应商芯原、先进工艺定制芯片设计和一站式解决方案提供商芯云凌、Chiplet产品及服务提供商奇异摩尔、先进工艺IP企业芯耀辉、高性能通用CPU初创企业超摩科技等等，这些企业无一不是看好Chiplet生态、以及推进与国际大厂兼容且匹配国产定制需求的Chiplet方案的发展前景。
国产半导体该为UCIe欢呼吗？
对于UCIe的出现和中国大陆厂商的加入，或许可以从以下几方面来看待：
首先，UCIe确实代表了Chiplet更进一步的发展需求和成果，是产业迈向成熟的标志；其次，标准体系涉及到产业各环节间的协调，需要设计、制造和封测企业高度配合，我国大陆地区厂商在这方面的基础还较为薄弱，仍需要继续提升；第三，如何在巨头林立的联盟成员中，提升参与感，有可能是一些中小企业会面临的挑战；第四，我们当然希望这是行业玩家之间单纯的开放合作，以及共同迎接挑战的决心，但是，仍要做好抗冲击的准备。
未来，不论是技术路线本身，还是产业外部大环境所致，还有太多的变量需要消耗。这些挑战要么是前所未有的，要么是从未如此严峻地显现出来。
在国内Chiplet相关企业纷纷涌入赛道的同时，互连接口、架构设计和制造及先进封装等方面都有新兴技术出现。Chiplet技术不但将改变传统SoC的设计方式，其产业链的成型将更需要EDA、IC设计、制造工艺、先进封测等产业链环节更为紧密地凝聚，也可能带来一场从底层开始的、颠覆式的创新革命。
作为延续摩尔定律的关键，Chiplet的发展为半导体产业带来了新的发展契机，但转向2.5D、3D也提高了芯片设计和制造的复杂度，需要更为完善、开放的产业生态为支撑。这一次，中国半导体需要更全面、根基更牢固的准备。
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