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中国 Chiplet 芯粒产业全景整理:设计公司、封装专利、技术工艺及相关企业
发布日期:2025-08-28 16:42     点击次数:114

一、Chiplet 设计公司

(一)中国设计公司

  1. 芯原股份
    国内半导体 IP 龙头,Chiplet 业务进展显著:已助力客户设计基于 Chiplet 架构的高端应用处理器,采用 MCM 先进封装技术实现高性能 SoC 与多颗 IPM 内存合封;为高算力 AIGC 芯片开发 2.5D CoWos 封装方案;通过再融资布局 “A 股 IGC 及智慧出行领域 Chiplet 解决方案平台研发项目”,已形成 Chiplet 架构软硬件设计平台。

  2. 北极雄芯
    推出全球首颗 Chiplet 异构集成自动驾驶芯片 “启明 935A”,采用 “启明 935 HUB Chiplet + 多颗大熊星座 AI Chiplet” 的灵活配置模式,结合定制化封装可快速集成不同性能等级的 SoC,适配多车型智能化需求;2025 年 6 月,其未来智驾 Chiplet 芯片总部落户无锡太湖湾科创城,依托当地集成电路集群开展业务。

  3. 其他国内设计企业

  • 芯瑞微(上海)电子科技:专注 Chiplet 芯片设计,提供芯粒、芯片封装及仿真软件服务。
  • 上海奎芯集成电路:聚焦算力扩展与高速互联问题,提供 Chiplet 集成电路整体解决方案。
  • 奇异摩尔(上海)集成电路:国内 2.5D/3D IC 异构集成技术领先者,提供 Chiplet 产品及配套服务。
  • 上海图元软件技术:深耕集成电路设计,将 Chiplet 技术融入核心业务流程。
  • 比昂恒创(上海)科技:核心业务涵盖芯粒 Chiplet 开发与芯片设计服务。

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(二)国际设计公司

  • AMD:全球 Chiplet 量产先行者,处理器(如 EPYC 系列)采用 Chiplet 架构,通过异构集成提升性能与能效。
  • 英特尔:在 Meteor Lake、Arrow Lake 等处理器中应用 Chiplet 设计,优化算力分配与功耗控制。
  • 英伟达:AI 芯片(如 Grace Hopper 处理器)广泛采用 Chiplet 技术,结合高带宽存储提升算力密度。
  • ARM:主导制定 Chiplet 互连标准 UCIe,推动全球 Chiplet 生态统一与协同发展。

二、Chiplet 封装专利

(一)国内核心专利

  1. 华为四芯片(quad-chiplet)封装专利
    专利或应用于下一代 AI 加速器升腾 910D,采用类似桥接设计(如台积电 CoWoS-L 或英特尔 EMIB+Foveros 3D),优化信号路径使芯片间互动延迟降低 40%;创新阶梯式散热方案,缓解多芯片叠加发热问题 30%,若落地昇腾 910D,单颗 GPU 封装效能有望超越 NVIDIA H100。

  2. 其他国内企业专利

  • 宏茂微电子(2024 年 10 月):“一种 Chiplet 芯片扇出形封装结构”(授权公告号 CN 221885102 U),通过硅转接板侧面导电结构降本,开槽设计提升集成度。
  • 晶通(2024 年 12 月):“一种改善 Chiplet 封装 Wafer 翘曲的封装结构”(公开号 CN119133114A),采用不锈钢 Carrier、UV 胶膜及刚性支架,提升封装平整度与稳定性。

(二)国际相关专利

华为 2025 年 6 月申请国际专利 “一种集成装置、通信芯片和通信设备”(PCT/CN2024/086375),聚焦四芯片封装设计,STM32,STM32系列通过桥接技术提升 AI 加速器性能,属全球 Chiplet 封装前沿探索。

三、Chiplet 封装技术与工艺

(一)主流封装技术分类

技术类型 核心方案 特点与优势
2D 封装 倒装芯片(Flip-Chip)、扇出型封装(Fan-Out) 倒装芯片通过焊球 / 凸点提升 I/O 密度;扇出型封装借助 RDL(重布线层)增加 I/O 数量,适配多芯片集成需求
2.5D 封装 硅中介层(Silicon Interposer)、桥接技术(Bridge Technology) 硅中介层通过 TSV(硅通孔)实现高密度互连;桥接技术嵌入硅桥,保障 Chiplet 间高速信号传输
3D 封装 垂直堆叠(3D IC)、混合键合(Hybrid Bonding) 垂直堆叠通过 TSV 缩短信号路径;混合键合实现细间距互连(微米级),提升性能与可靠性
系统级封装(SiP) 多芯片模组(MCM) 将多颗 Chiplet 集成于同一基板,形成完整功能系统,兼顾集成度与灵活性

(二)关键集成工艺

  1. 多芯片混合集成技术
    将先进制程计算单元(如 7nm/5nm 逻辑芯片)与成熟制程模块(如模拟电路、电源管理芯片)混合集成,在降低成本的同时保障性能;典型案例为 AMD EPYC 处理器,通过 3D 堆叠实现带宽与能效双提升,国内企业正积极探索该技术在工业、汽车电子领域的应用。

  2. 3D 堆叠技术
    依托 TSV、混合键合等技术实现 Chiplet 垂直堆叠,显著提升互连密度:例如 HBM(高带宽存储器)通过 TSV 与逻辑芯片 3D 集成,带宽可达 819GB/s、延迟降低 80%;但需解决高深宽比(>1:10)TSV 填孔气泡残留、RDL 工艺良率控制等难题,依赖先进设备与工艺优化。

四、Chiplet 相关企业(全产业链)

(一)国内企业

  1. 封测领域

  • 通富微电:国内封测龙头,具备 Chiplet 量产能力,已为 AMD 大规模代工 Chiplet 产品。
  • 长电科技:推出 XDFOI™ Chiplet 高密度多维异构集成工艺,实现高集成度异构封装体量产。

  1. EDA 与设计工具领域

  • 芯和半导体:开发 Chiplet 先进封装 EDA 平台,提供从芯片到系统的全栈集成 EDA 解决方案。
  • 比昂芯科技:专注 Chiplet 设计验证,核心产品 BTD-Chiplet 工具可大幅缩短设计周期(如 64 Dies AI 芯片设计从 2 个月 + 压缩至 2 小时 10 分钟),提供全流程软件、电路仿真及 AI 驱动 PDK 服务。

  1. 车载芯片领域

  • 芯砺智能:全球首家采用 Chiplet 技术开发车载大算力芯片的企业,目标成为智能汽车平台芯片全球领导者。

(二)国际企业

  • 台积电:提供成熟 Chiplet 封装服务(如 CoWoS 系列),为客户 Chiplet 设计落地提供制造支撑。
  • AMD / 英特尔 / 英伟达:前文已提及,均为 Chiplet 技术应用核心推动者,覆盖处理器、AI 芯片等领域。

五、亿配芯城视角

亿配芯城作为深耕芯片领域的专业平台,始终密切追踪 Chiplet 技术演进与产业动态。依托与芯原股份、通富微电、比昂芯科技等全产业链企业的紧密合作,我们可为客户提供 Chiplet 相关芯片现货供应、定制化配单及解决方案支持,助力企业及时获取优质资源,精准把握 Chiplet 技术带来的产业机遇,共同推动中国 Chiplet 生态创新发展。



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