
KU游平台登录用AI设计AI芯片!台积电秀新策略:Chiplet封装+AI优化电
2025.10.09
九州ku酷游电子科技
值得一提的是◈ღ★,EDA软件厂商Cadence◈ღ★、新思科技等也在论坛上推出了最新的AI设计工具◈ღ★。根据路透社报道◈ღ★,这些工具在部分复杂设计任务中的表现已优于人工工程师纱山恵理◈ღ★。
台积电资深研发副总裁刘立成博士(Dr. LC Liu)透露◈ღ★,由于AI技术的广泛应用KU游平台登录◈ღ★,计算芯片功耗正在指数级攀升◈ღ★。刘立成强调◈ღ★,AI的蓬勃发展使芯片功耗面临严峻挑战◈ღ★。如今AI计算从超大规模数据中心延伸到边缘设备◈ღ★,催生了具身AI◈ღ★、链式推理◈ღ★、Agent代理等新产品◈ღ★,但这些产品需要处理更庞大的数据集◈ღ★、进行更复杂的计算并长时间运行◈ღ★。
他指出◈ღ★,过去五年间AI加速器单颗芯片的封装功耗提高了3倍◈ღ★,部署规模在三年内增长了8倍◈ღ★。以数据中心为例◈ღ★,单机AI训练服务器功率动辄上千瓦◈ღ★,在同等负载下相当于千户家庭的用电量◈ღ★。因此◈ღ★,如果无法显著提升能效◈ღ★,AI算力的可持续发展将难以为继◈ღ★。
为了应对这一趋势酷游KU游◈ღ★,◈ღ★,台积电提出通过先进工艺◈ღ★、封装架构和AI设计的全方位创新来缓解功耗瓶颈◈ღ★。据刘立成介绍◈ღ★,台积电正从逻辑工艺和3D封装两方面同时发力◈ღ★,并联合生态伙伴优化设计方法学◈ღ★,力求将每瓦性能大幅提升◈ღ★。该策略包括进一步缩小制程节点◈ღ★、引入新型背面供电等晶体管技术◈ღ★,以及在封装层面采用Chiplet小晶粒和垂直3D集成纱山恵理◈ღ★,减少数据传输损耗和功耗开销◈ღ★。刘立成指出◈ღ★,只有同时在工艺◈ღ★、封装和设计生态上取得突破◈ღ★,才能满足AI时代急剧膨胀的算力需求◈ღ★。
在封装与互连方面◈ღ★,台积电聚焦3D芯粒集成和高速通信技术◈ღ★,以打破传统单芯片的尺寸和I/O瓶颈◈ღ★。台积电3DFabric包括SoIC(硅晶圆直接键合)纱山恵理◈ღ★、InFO和CoWoS(有机基板2.5D)以及SoW(硅晶圆级大规模封装)等多项方案◈ღ★,覆盖从移动端到超大规模AI系统的不同需求KU游平台登录◈ღ★。
台积电有关人员此前在技术研讨会披露◈ღ★,基于台积电N12工艺逻辑基底的HBM4高带宽存储方案◈ღ★,将比当前HBM3e显著提升1.5倍◈ღ★。若采用台积电N3P定制逻辑底板◈ღ★,可将HBM I/O电压从1.1伏降至0.75伏◈ღ★,进一步节省内存访问功耗◈ღ★。
在计算芯片与存储的互连上KU酷游网站◈ღ★。◈ღ★,台积电持续缩小晶片间互连间距◈ღ★,其先进CoWoS封装将微凸块间距从45µm缩小到25µm◈ღ★,使2.5D封装的能效相较前代提升1.6倍◈ღ★。而采用垂直堆叠的3D SoIC技术◈ღ★,由于省去了有机中介层◈ღ★,能效相比2.5D方案大幅提高6.7倍(但受限于工艺◈ღ★,目前3D封装单一基底规模约为1倍光罩面积九州◈ღ★,◈ღ★,相比2.5D CoWoS最高9.5倍光罩的整合面积略受限制)纱山恵理◈ღ★。
针对多芯粒系统的高速互连◈ღ★,台积电联合生态伙伴提供符合UCIe标准的Die-to-Die接口IP(如Alphawave◈ღ★、新思科技等)◈ღ★,确保不同芯粒间的数据传输高效且兼容◈ღ★。值得关注的是◈ღ★,光互连技术也被提上日程◈ღ★:通过硅光子实现的共封装光学(Co-Packaged Optics)KU游平台登录◈ღ★,有望让芯片间通信能效提高5-10倍◈ღ★,延迟降低10-20倍◈ღ★,并显著缩小系统尺寸◈ღ★。台积电指出◈ღ★,这将是突破传统电气互连物理极限的关键方向◈ღ★。
Meta平台基础架构工程师考什克·维拉拉加文(Kaushik Veeraraghavan)在论坛演讲中也佐证了这一观点◈ღ★,称当前电子互连已逼近极限◈ღ★,引入光学技术势在必行◈ღ★,“这已不单是工程问题◈ღ★,更是基础物理瓶颈”◈ღ★。此外◈ღ★,台积电联合新思科技和ANSYS采用AI协同优化光学封装设计◈ღ★,又进一步提升了1.2倍的效率◈ღ★。
为了支撑高功率芯片纱山恵理◈ღ★,台积电还开发了超高性能金属-绝缘体-金属电容(UHPMIM)结合嵌入式深沟电容(EDTC)的解决方案◈ღ★,使电源系统单位面积去耦电容增加1.5倍且无信号完整性损失◈ღ★。同时◈ღ★,台积电引入EDA-AI自动化工具◈ღ★,将这种深沟电容的版图插入效率提高10倍◈ღ★,封装基板布线倍◈ღ★。通过上述封装和互连创新◈ღ★,台积电的能效提升不再仅依赖摩尔定律的晶体管缩放◈ღ★,而是通过封装与系统层面的集成实现数量级的进步◈ღ★。
台积电宣布与生态伙伴在EDA软件上深度合作◈ღ★,利用AI算法来优化芯片设计流程KU游平台登录◈ღ★,从而充分挖掘先进工艺和封装的潜力◈ღ★。
据路透社消息◈ღ★,Cadence Design Systems与新思科技两大EDA厂商同步推出了AI驱动的设计工具◈ღ★。这些工具与台积电的工艺平台进行了深度对接◈ღ★,特别是针对A16(下一代约1.6纳米制程技术节点)◈ღ★、N2P(2纳米制程的增强版)◈ღ★、N3(3纳米制程技术节点)等先进节点和3D-IC(三维集成电路技术KU游平台登录◈ღ★,将多层芯片堆叠封装)技术的AI设计认证流程◈ღ★。
实测结果显示◈ღ★,在某些复杂芯片设计任务中◈ღ★,AI工具能够找到比人工更优的解决方案◈ღ★,并将设计优化时间从工程师的两天缩短到几分钟◈ღ★。台积电3D IC方法学部门副处长Jim Chang在演讲中分享了内部实验数据“AI工具仅需5分钟即可完成工程师需要2天才能完成的优化工作”◈ღ★。Cadence称◈ღ★,基于台积电先进封装技术的HBM4测试芯片已完成设计验证◈ღ★,即将流片◈ღ★,为下一代大算力芯片的CoWoS-L封装打下基础◈ღ★。
芯片IP供应商Rambus与Cadence指出◈ღ★,在边缘计算和高级辅助驾驶(ADAS)场景下◈ღ★,GDDR6显存以超过20Gbps带宽提供了高性价比的方案◈ღ★,新一代GDDR7传输速度可达36Gbps/pin◈ღ★,将满足未来更高带宽需求◈ღ★。
随着AI应用规模的快速扩展◈ღ★,从数据中心到边缘设备◈ღ★,全球算力需求呈指数级增长◈ღ★,带动芯片功耗同步攀升◈ღ★。在摩尔定律逐步放缓的当下◈ღ★,单纯依赖晶体管尺寸缩减已难以支撑AI对性能与能效双重要求◈ღ★。
在这一背景下◈ღ★,能效革新愈发重要纱山恵理◈ღ★。值得注意的是◈ღ★,AI本身不仅是算力消耗的主因KU游平台登录◈ღ★,更正逐步转化为芯片设计领域的提效者◈ღ★。从协助工程师完成复杂电路优化◈ღ★,到参与能效建模◈ღ★、功耗预测◈ღ★,AI正深度嵌入EDA工具链◈ღ★、封装架构规划及能源调度等多个环节◈ღ★。