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资料介绍
芯片设计中的芯片间互连与Chiplet通信协议
摘要
芯片间互连与Chiplet通信协议是Chiplet架构中实现芯粒之间高速数据传输的关键技术，在处理器和AI加速器中具有核心应用。本文系统分析了芯片间互连的基本架构和设计方法，深入探讨了UCIe标准、嵌入式桥接和硅中介层等不同互连方案的技术特点，详细阐述了Chiplet通信协议中的物理层、链路层和事务层等核心层次的设计原理，并对Chiplet互连在异构集成中的应用进行了深入分析。
一、引言
在Chiplet架构中，多个芯粒通过封装互连集成在一起，形成一个功能完整的系统。芯粒之间的互连带宽和延迟直接影响系统的整体性能。在3纳米工艺节点，UCIe标准在先进封装中可实现每毫米28GT/s的带宽密度，能效比低至0.5pJ/bit。芯片间互连与Chiplet通信协议在Chiplet设计中通过互连带宽和功耗的权衡实现，在满足不同应用需求的同时实现最优的通信效率。
二、互连方案
2.1 硅中介层
硅中介层利用半导体光刻工艺的高精度特征，在硅衬底上制作高密度的互连布线。硅中介层的布线间距可达0.4微米以下，互连密度远高于有机基板。在芯片设计中，硅中介层在HBM和AI加速器芯片中应用广泛。
2.2 嵌入式桥接
嵌入式桥接在封装基板中嵌入小的硅桥，实现芯粒之间的高密度互连。在芯片设计中，EMIB在硅桥区域提供高密度互连，在硅桥外区域使用有机基板，在成本和性能之间实现了较好的平衡。
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