În 1965, cofondatorul Intel, Gordon Moore, a formulat ceea ce a devenit „Legea lui Moore”. Timp de peste o jumătate de secol, aceasta a stat la baza creșterilor constante ale performanței circuitelor integrate (IC) și a scăderii costurilor – fundamentul tehnologiei digitale moderne. Pe scurt: numărul de tranzistoare de pe un cip se dublează aproximativ la fiecare doi ani.
Ani de zile, progresul a urmărit această cadență. Acum, imaginea se schimbă. Reducerea continuă a dimensiunilor a devenit dificilă; dimensiunile elementelor au scăzut la doar câțiva nanometri. Inginerii se confruntă cu limite fizice, etape de proces mai complexe și costuri în creștere. Geometriile mai mici reduc, de asemenea, randamentele, ceea ce face mai dificilă producția de volum mare. Construirea și operarea unei fabrici de ultimă generație necesită un capital și o expertiză imense. Prin urmare, mulți susțin că Legea lui Moore își pierde din forță.
Această schimbare a deschis ușa către o nouă abordare: chipleturile.
Un chiplet este o matriță mică care îndeplinește o funcție specifică - în esență o felie din ceea ce era odinioară un cip monolitic. Prin integrarea mai multor chipleturi într-un singur pachet, producătorii pot asambla un sistem complet.
În era monolitică, toate funcțiile se aflau pe o singură matriță mare, așa că un defect oriunde putea distruge întregul cip. Cu ajutorul chipletelor, sistemele sunt construite din „die-uri cunoscute ca fiind bune” (KGD), îmbunătățind dramatic randamentul și eficiența fabricației.
Integrarea eterogenă — combinarea matrițelor construite pe diferite noduri de proces și pentru diferite funcții — face ca chipleturile să fie deosebit de puternice. Blocurile de calcul de înaltă performanță pot utiliza cele mai recente noduri, în timp ce memoria și circuitele analogice rămân pe tehnologii mature și rentabile. Rezultatul: performanță mai mare la un cost mai mic.
Industria auto este deosebit de interesată. Marii producători auto folosesc aceste tehnici pentru a dezvolta viitoare SoC-uri în vehicule, adoptarea în masă fiind vizată după 2030. Chiplet-urile le permit să scaleze inteligența artificială și grafica mai eficient, îmbunătățind în același timp randamentele - sporind atât performanța, cât și funcționalitatea semiconductorilor auto.
Unele piese auto trebuie să îndeplinească standarde stricte de siguranță funcțională și, prin urmare, se bazează pe noduri mai vechi și testate. Între timp, sistemele moderne, cum ar fi sistemele avansate de asistență a șoferului (ADAS) și vehiculele definite prin software (SDV), necesită mult mai multă putere de calcul. Chiplet-urile elimină acest decalaj: prin combinarea microcontrolerelor de clasă sigură, a memoriei mari și a acceleratoarelor puternice de inteligență artificială, producătorii pot adapta SoC-urile la nevoile fiecărui producător auto - mai rapid.
Aceste avantaje se extind dincolo de industria auto. Arhitecturile cu chiplet-uri se răspândesc în domeniul inteligenței artificiale, telecomunicațiilor și al altor domenii, accelerând inovația în toate industriile și devenind rapid un pilon al foii de parcurs a semiconductorilor.
Integrarea chipletelor depinde de conexiuni compacte, de mare viteză, de tip die-to-die. Elementul cheie este interpozitorul - un strat intermediar, adesea din siliciu, aflat sub die-uri, care direcționează semnalele la fel ca o placă de circuit minusculă. Interpozitorii mai buni înseamnă o cuplare mai strânsă și un schimb de semnal mai rapid.
Ambalajele avansate îmbunătățesc și furnizarea de energie. Rețelele dense de conexiuni metalice minuscule dintre matrițe oferă căi ample pentru curent și date chiar și în spații înguste, permițând transferul de lățime de bandă mare, utilizând în același timp eficient suprafața limitată a ambalajului.
Abordarea principală de astăzi este integrarea 2.5D: plasarea mai multor matrițe una lângă alta pe un interpozitor. Următorul pas este integrarea 3D, care stivuiește matrițele vertical folosind fire de siliciu (TSV) pentru o densitate și mai mare.
Combinând designul modular al cipurilor (separând funcțiile și tipurile de circuite) cu stivuirea 3D, se obțin semiconductori mai rapizi, mai mici și mai eficienți din punct de vedere energetic. Co-localizarea memoriei și a calculului oferă o lățime de bandă imensă pentru seturi de date mari - ideal pentru inteligența artificială și alte sarcini de lucru de înaltă performanță.
Stivuirea verticală, însă, aduce provocări. Căldura se acumulează mai ușor, complicând gestionarea termică și randamentul. Pentru a aborda această problemă, cercetătorii dezvoltă noi metode de ambalare pentru a gestiona mai bine constrângerile termice. Chiar și așa, impulsul este puternic: convergența chipletelor și a integrării 3D este considerată pe scară largă o paradigmă disruptivă - pregătită să ducă torța acolo unde Legea lui Moore se oprește.
Data publicării: 15 oct. 2025