半导体芯片的设计需要考虑系统级创新，才能满足新的应用对于芯片性能提升的需求。从另一层面，在这样的系统级创新中，有一些重要的半导体技术将会成为核心的支撑，因此在系统级创新成为核心技术演进动力的今天，这些半导体技术将会变得格外重要。今天就由SiP及半导体封测展小编将为你解读更多行业新趋势。

我们认为，系统级创新意味着整体芯片系统会变得更加复杂：这里的复杂意味着系统中会有更多的芯片（这也包括了把一块大芯片拆分成多个小的芯片粒），因此这就需要能以一种灵活的方式支持这样的多芯片系统，同时能提供性能和效率的显著提升。一旦半导体技术能提供这样的平台来支持这样的复杂系统，那么系统级设计就有了更大的设计空间，从而为系统级创新提供强有力的支持。

对于这样的复杂芯片系统提供高效支持的半导体技术先是高级封装技术。使用高级封装技术，可以把复杂芯片系统以高效的形式集成在一个封装内，并且提供非常高的通信带宽，因此可以为系统级芯片创新提供支持。例如，高级封装可以把传统的片上缓存（cache）和处理器芯片以芯片粒的形式集成在一起，这样就大大减少了半导体工艺对于cache容量的限制，从而为系统设计提供了更大的设计空间，而这样的设计（3D V-Cache）已经被证明可以显著改善处理器的性能并且AMD已经在产品中使用。在未来，我们可望会看到更多的设计。

另一个与之相关的重要技术是IO接口技术，即能够进一步改进芯片之间互联的传输速度和效率。除了高级封装可以提升封装内芯片数据互联带宽之外，另外一个重要的维度是中长距离数据互联，用于在多个芯片系统之间以及在多台服务器之间高速高效地传递数据。这样的IO接口技术的演进可以大大减少系统中各个组件之间互相通信的开销，从而实现高效率的复杂芯片系统。在中距离（芯片之间）的数据互联角度，超高速SerDes技术将会成为未来的重要支撑技术。用于芯片封装间互联的NvLink-C2C技术，可以实现高达40Gbps/pin，并且已经用在了其下一代GPU系统（Hopper）中，可见数据互联技术的重要性已经成为了芯片巨头的共识。

而在长距离互联上，光互联技术可望会成为技术演进的主要方向，其传输距离可达10m到2km，并且传输能量开销可以很低（<1pJ/bit）。在这个领域，需要把光传输收发模组和计算芯片很紧密地集成到一起（例如使用co-packaged optics技术），未来我们预计在技术方面也会有较快的演进。

综上，我们认为系统级创新已经成为了芯片行业性能提升的主要动力。系统级创新既包括了考虑系统上游（如算法和应用）的电路设计以实现性能和效率数量级的提升，也包括了新的半导体技术平台（如先进封装和IO技术）以为系统设计提供更多的设计空间。系统级创新为芯片提供的新机会值得我们期待。

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文章来源：半导体行业观察