國(guó)產(chǎn)SDSoW芯片技術(shù)：16塊28nm工藝的晶圓，算力超過(guò)全球第四的美國(guó)超算

目前硅基芯片最先進(jìn)的工藝是3nm，而業(yè)界預(yù)測(cè)，硅基芯片的極限或是1nm，離3nm已經(jīng)不遠(yuǎn)了。

而隨著工藝逼近物理極限，技術(shù)演進(jìn)越來(lái)越難，摩爾定律也不再起作用了，在這樣的情況之下，僅靠制程工藝的進(jìn)步，已經(jīng)帶不動(dòng)芯片性價(jià)比的提升了。

所以當(dāng)前芯片領(lǐng)域，急需探出一條新路，以跟上旺盛暴漲的算力需求，給摩爾定律續(xù)命。

現(xiàn)在主流的方向有幾個(gè)，一是通過(guò)先進(jìn)的封裝技術(shù)，比如小芯片技術(shù)等，再度提升芯片的性能，目前很多巨頭在發(fā)力這一塊。

二是尋找其它的材料，比如石墨烯芯片，碳基芯片等，用來(lái)替代硅基芯片，以便于繼續(xù)提升算力。

而近日，中國(guó)的鄔江興院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出了軟件定義晶上系統(tǒng)（SDSoW，Software Defined System on Wafer）方案。

何為SDSoW？其實(shí)說(shuō)起來(lái)并不復(fù)雜，我們拿小芯片技術(shù)來(lái)對(duì)比，大家可能就明白了。

小芯片封裝技術(shù)是用一塊一塊的小芯粒封裝起來(lái)，實(shí)現(xiàn)更高的性能，后續(xù)如果要再提升性能，則再將N多的小芯片又連接在一起，提升性能。

而SDSoW，則是將這些一個(gè)又一個(gè)的小芯片，直接放到一塊大晶圓上不進(jìn)行切割，然后再將這一塊一塊的晶圓直接進(jìn)行“拼接組裝”，讓這些芯片本身都是一個(gè)整體來(lái)運(yùn)行。

再舉個(gè)例子，像一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，可能需要1萬(wàn)塊CPU，這些CPU通過(guò)系統(tǒng)、軟件等連接在一起，形成一個(gè)整體。

而通過(guò)SDSoW技術(shù)，一塊晶圓上直接有1000塊CPU，再將10塊晶圓連接在一起，就實(shí)現(xiàn)了1萬(wàn)塊CPU的集成，這樣連接，可以更好的發(fā)揮性能，不至于讓各種連接產(chǎn)生損耗。

據(jù)測(cè)試，如果基于SDSoW技術(shù)路線，在28nm工藝條件下，僅用16塊晶圓，就能構(gòu)建與美國(guó)超算Summit（美國(guó)第二大超算，目前算力排中名全球第四，超過(guò)太湖之光）同等的算力。

而采用這種技術(shù)，這樣的16塊晶圓組裝，功耗僅為其1/80、占地面積為其1/16，造價(jià)僅為1/5。

而如果采用84塊晶圓即可構(gòu)建E級(jí)機(jī)器，用SDSoW的方式造出來(lái)的E級(jí)計(jì)算機(jī)，功耗僅有原來(lái)的用CPU堆出來(lái)的1/15、占地面積為其1/18、造價(jià)僅為其1/3。

這種方式，不需要太先進(jìn)的工藝，但卻能發(fā)揮出巨大的性能，在當(dāng)前對(duì)中國(guó)芯有著特別的意義，因?yàn)槲覀兿冗M(jìn)工藝受限了。

所以一經(jīng)提出，便受到了業(yè)界的歡迎，不過(guò)大家也清楚，這種技術(shù)，更多的還是用于大規(guī)模的芯片集群場(chǎng)景，比如超算、云計(jì)算、AI等等。

單一的CPU、手機(jī)Soc等，暫時(shí)還無(wú)法應(yīng)用這一技術(shù)，不過(guò)未來(lái)隨著整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，這樣的技術(shù)，或許能用到更多的場(chǎng)景，從而助力中國(guó)芯騰飛。