Godine 1965. suosnivač Intela Gordon Moore artikulirao je ono što je postalo „Mooreov zakon“. Više od pola stoljeća on je podupirao stalan napredak u performansama integriranih krugova (IC) i smanjenje troškova – temelj moderne digitalne tehnologije. Ukratko: broj tranzistora na čipu otprilike se udvostručuje svake dvije godine.
Godinama je napredak pratio taj ritam. Sada se slika mijenja. Daljnje smanjenje postalo je teško; veličine značajki su svedene na samo nekoliko nanometara. Inženjeri se suočavaju s fizičkim ograničenjima, složenijim procesnim koracima i rastućim troškovima. Manje geometrije također smanjuju prinose, što otežava proizvodnju velikih količina. Izgradnja i rad vrhunske tvornice zahtijeva ogroman kapital i stručnost. Stoga mnogi tvrde da Mooreov zakon gubi na snazi.
Ta promjena otvorila je vrata novom pristupu: čipletima.
Čiplet je mali čip koji obavlja određenu funkciju - u biti dio onoga što je nekada bio jedan monolitni čip. Integracijom više čipova u jedno pakiranje, proizvođači mogu sastaviti cjelovit sustav.
U monolitnom dobu, sve funkcije su se nalazile na jednom velikom čipu, tako da bi kvar bilo gdje mogao uništiti cijeli čip. S chipletima se sustavi grade od "poznato dobrog čipa" (KGD), što dramatično poboljšava prinos i učinkovitost proizvodnje.
Heterogena integracija – kombiniranje čipova izgrađenih na različitim procesnim čvorovima i za različite funkcije – čini čipove posebno moćnima. Visokoučinkoviti računalni blokovi mogu koristiti najnovije čvorove, dok memorija i analogni sklopovi ostaju na zrelim, isplativim tehnologijama. Rezultat: veće performanse uz nižu cijenu.
Automobilska industrija je posebno zainteresirana. Veliki proizvođači automobila koriste ove tehnike za razvoj budućih SoC-ova za vozila, s ciljanom masovnom primjenom nakon 2030. Čipleti im omogućuju učinkovitije skaliranje umjetne inteligencije i grafike, a istovremeno poboljšavaju prinose - povećavajući i performanse i funkcionalnost u automobilskim poluvodičima.
Neki automobilski dijelovi moraju zadovoljiti stroge standarde funkcionalne sigurnosti i stoga se oslanjaju na starije, provjerene čvorove. U međuvremenu, moderni sustavi poput naprednih sustava pomoći vozaču (ADAS) i softverski definiranih vozila (SDV) zahtijevaju daleko više računalstva. Čipleti premošćuju taj jaz: kombiniranjem mikrokontrolera sigurnosne klase, velike memorije i snažnih AI akceleratora, proizvođači mogu brže prilagoditi SoC-ove potrebama svakog proizvođača automobila.
Ove prednosti protežu se i izvan automobila. Chiplet arhitekture šire se u umjetnu inteligenciju, telekomunikacije i druga područja, ubrzavajući inovacije u svim industrijama i brzo postaju stup puta za poluvodiče.
Integracija čipleta ovisi o kompaktnim, brzim vezama između čipova. Ključni element je međusloj, često silicij, ispod čipova koji usmjerava signale slično kao sićušna pločica. Bolji međuslojevi znače čvršće spajanje i bržu razmjenu signala.
Napredno pakiranje također poboljšava isporuku energije. Gusti nizovi sitnih metalnih spojeva između čipova pružaju dovoljno putova za struju i podatke čak i u uskim prostorima, omogućujući prijenos velike propusnosti uz učinkovito korištenje ograničene površine pakiranja.
Današnji glavni pristup je 2.5D integracija: postavljanje više čipova jedan pored drugog na međuspojnik. Sljedeći skok je 3D integracija, koja slaže čipove vertikalno pomoću prolaza kroz silicij (TSV) za još veću gustoću.
Kombiniranje modularnog dizajna čipa (odvajanje funkcija i tipova sklopova) s 3D slaganjem daje brže, manje i energetski učinkovitije poluvodiče. Kolokacija memorije i računalstva pruža ogromnu propusnost za velike skupove podataka - idealno za umjetnu inteligenciju i druga visokoučinkovita opterećenja.
Međutim, vertikalno slaganje donosi izazove. Toplina se lakše akumulira, što komplicira upravljanje toplinom i prinos. Kako bi se riješio taj problem, istraživači unapređuju nove metode pakiranja kako bi bolje upravljali toplinskim ograničenjima. Unatoč tome, zamah je snažan: konvergencija chipleta i 3D integracije široko se smatra revolucionarnom paradigmom - spremnom da preuzme baklju tamo gdje Mooreov zakon staje.
Vrijeme objave: 15. listopada 2025.