半岛体彩自然科学基金委2023年启动了“集成芯片前沿技术科学基础”重大研究计划，并于近日开始征集2024年度项目指南建议，代表着我国正在从顶层设计上给予集成芯片高度关注并努力推动其发展。集成芯片有望加速落地，
Chiplet自提出以来关注热度持续攀升，已经成为全球芯片行业焦点赛道。在电子工程领域全球领先的技术媒体机构AspenCore发布的2024年全球半导体行业10大技术趋势中，Chiplet赫然在列。全世界最权威的科技商业媒体之一——《麻省理工科技评论》最新发布的 2024 年“十大突破性技术”榜单中，CHIPLETS也榜上有名。Chiplet技术的颠覆性意义已经不言而喻。它虽然不是万能的，却是未来几年缓解摩尔之困提升芯片性能的主要技术途径，也将成为“兵家”必争之地。
AspenCore发布的2024全球半导体行业10大技术趋势（图源：网络）
一直以来，中国的“强芯之路”屡屡受到技术强国的掣肘，所需的核心材料、先进设备、EDA以及成套工艺长期面临封锁和限制，但国产芯片产业始终在荆棘中努力前行。EUV光刻机的被迫缺席，极大程度地阻断了国内自主生产7nm以下芯片的希望。而随着芯片微缩极限的到来，摩尔定律难以为继，全球先进制程迭代速度放缓，给国产芯片产业带来了一丝喘息之机。值此传统技术演进有望被颠覆的历史性时期，国外仍保持工艺为主、集成为辅的发展路径，集成芯片作为中国进阶版的Chiplet，为我国提供了一条利用自主集成电路工艺研制跨越1-2个工艺节点性能高端芯片的技术路线。
之所以说集成芯片发展机遇已来，是因为国内现阶段已具备利于集成芯片发展的“养分”、“土壤”和“环境”。
所谓“养分”，先进封装技术是集成芯片发展的核心要素，是解决如何将异质芯粒“拼”在一起的关键。国内在芯片封测环节占比突出，在先进封装领域拥有一定的产业优势，能够为集成芯片发展提供强有力的技术支撑。
所谓“土壤”，传统芯片难以满足种类繁多的应用需求，且设计制造成本较高，集成芯片具备模块化芯粒可复用、成本较低等特点，应用领域更广泛。国内拥有庞大的市场规模和丰富的应用需求，大规模且多样化的市场需求有助于刺激集成芯片技术快速进步。
所谓“环境”，从国家部委近两年发布的项目征集来看半岛·体育中国官方网站平台登陆，中国已经开始发挥体制优势，自上而下引导集成芯片发展，技术发展即将进入快车道。
目前，集成芯片的发展正处于初级阶段，市面上虽然已有商业化的产品，但也只是对于该技术的初步探索，集成的芯粒数量和种类都较少，集成度相对有限，尚未发挥出该设计应用的性能优势。因此，大幅提升芯片集成度是集成芯片技术发展的重点。具体到技术层面，譬如芯粒设计等诸多方面都存在需要破解的难题。
集成芯片可以理解为一个先拆后拼的过程。先进封装技术解决了“拼”的问题，但是如何“拆”目前还需探寻更科学的方法半岛·体育中国官方网站平台登陆。将复杂的功能需求拆解和映射到大量的芯粒构件需依托于数学运算，而传统集成电路针对微观晶体管的数学描述不适用于芯粒尺度，应建立新的数学理论来支撑。而且应用场景下芯粒的抽象表达，也是对大规模集成芯片在介观尺度下实现芯粒功能分解的必要条件，亟待展开研究。
上述问题仅仅是诸多技术难题的十之一二，业内专家已经基于专业视角提出了集成芯片技术重点突破的方向，为业界针对集成芯片展开技术攻关提供专业的建议和参考。
集成芯片能够通过成熟制程芯粒的堆叠实现先进制程芯片的性能。它对于中国芯片行业的意义，是在传统技术路线发展进入瓶颈期，且国内因各种主观和客观因素的影响追赶乏力的背景下，提供一条能更大程度自主可控、发挥自身优势的不单纯依赖尺寸微缩的新路径。而集成芯片未来产业链中孕育着强大商机，给当下的芯片行业不同环节的参与者提供了新的战略空间。
其一，EDA工具。芯片的设计基于EDA工具。当前的集成芯片产品因芯粒种类少空间维度较小，但实现芯粒集成多层堆叠结构是技术发展的未来趋势，集成芯片设计的复杂度相比于普通芯片将呈现指数级发展。但现有的EDA工具适用于以晶体管为单元的二维电路设计半岛·体育中国官方网站平台登陆，不足以辅助以芯粒为单元的三维布局开发，也难以支撑超大的设计规模。因此，集成芯片EDA新工具的开发也是需要重点关注的问题。
其二，IP设计。集成芯片技术的发展将逐渐开启IP复用的新模式，对于模块化芯片集成IP的需求会不断提升。芯粒形式的IP芯片化有望开拓蓝海市场，IP供应商产品将从虚拟向实体转换，价值量和利润率都可能迎来大幅增长。
其三，封装。实现集成芯片中芯粒的高效整合需要依托先进封装技术，而且随着芯粒尺寸的增大、架构趋于复杂，传统2D封装难以继续满足需求，2.5D、3D、MCM等有利于高密度集成的先进封装技术将成为主流。
其四半岛·体育中国官方网站平台登陆，测试。集成芯片产业链中对于测试的需求将极为旺盛，因为它将贯穿于集成芯片的整个生命周期。集成芯片中每一颗芯粒都需要进行精准的功能测试，以保障集成后整体产品的正常运行。而且芯粒互连集成的方式不同，集成芯片测试的复杂性也不同。如何验证集成芯片的性能和功能需要有完善的测试方案，这对于芯片测试企业既是考验也是机遇。
总而言之，机遇与挑战并存的集成芯片新时代为中国芯片行业带来了无限商机。各环节的参与者应紧跟技术发展趋势，勇做技术攻关的引领者，加强合作与创新，共同推动中国集成芯片技术走向成熟半岛·体育中国官方网站平台登陆。
