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k8凯发用AI设计AI芯片!台积电秀新策略:Chiplet封装+AI优化电路推动

来源:凯发娱发K8官网 发布时间:2025-10-09

  k8凯发(中国)官方网站k8凯发国际官网✿✿★,凯发国际k8官网登录手机✿✿★!天生赢家 一触即发✿✿★,集成电路✿✿★!k8凯发·(中国区)天生赢家一触即发✿✿★!凯发K8国际首页值得一提的是✿✿★,EDA软件厂商Cadence✿✿★、新思科技等也在论坛上推出了最新的AI设计工具今日什么特马✿✿★。根据路透社报道✿✿★,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✿✿★。

  台积电资深研发副总裁刘立成博士(Dr. LC Liu)透露✿✿★,由于AI技术的广泛应用✿✿★,计算芯片功耗正在指数级攀升✿✿★。刘立成强调k8凯发✿✿★,AI的蓬勃发展使芯片功耗面临严峻挑战✿✿★。如今AI计算从超大规模数据中心延伸到边缘设备✿✿★,催生了具身AI✿✿★、链式推理✿✿★、Agent代理等新产品✿✿★,但这些产品需要处理更庞大的数据集✿✿★、进行更复杂的计算并长时间运行✿✿★。

  他指出✿✿★,过去五年间AI加速器单颗芯片的封装功耗提高了3倍✿✿★,部署规模在三年内增长了8倍✿✿★。以数据中心为例✿✿★,单机AI训练服务器功率动辄上千瓦✿✿★,在同等负载下相当于千户家庭的用电量✿✿★。因此✿✿★,如果无法显著提升能效✿✿★,AI算力的可持续发展将难以为继✿✿★。

  为了应对这一趋势✿✿★,台积电提出通过先进工艺✿✿★、封装架构和AI设计的全方位创新来缓解功耗瓶颈k8凯发✿✿★。据刘立成介绍✿✿★,台积电正从逻辑工艺和3D封装两方面同时发力今日什么特马✿✿★,并联合生态伙伴优化设计方法学✿✿★,力求将每瓦性能大幅提升✿✿★。该策略包括进一步缩小制程节点✿✿★、引入新型背面供电等晶体管技术✿✿★,以及在封装层面采用Chiplet小晶粒和垂直3D集成✿✿★,减少数据传输损耗和功耗开销✿✿★。刘立成指出✿✿★,只有同时在工艺✿✿★、封装和设计生态上取得突破✿✿★,才能满足AI时代急剧膨胀的算力需求✿✿★。

  在封装与互连方面✿✿★,台积电聚焦3D芯粒集成和高速通信技术✿✿★,以打破传统单芯片的尺寸和I/O瓶颈✿✿★。台积电3DFabric包括SoIC(硅晶圆直接键合)✿✿★、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✿✿★,覆盖从移动端到超大规模AI系统的不同需求✿✿★。

  台积电有关人员此前在技术研讨会披露✿✿★,基于台积电N12工艺逻辑基底的HBM4高带宽存储方案✿✿★,将比当前HBM3e显著提升1.5倍✿✿★。若采用台积电N3P定制逻辑底板✿✿★,可将HBM I/O电压从1.1伏降至0.75伏✿✿★,进一步节省内存访问功耗k8凯发✿✿★。

  在计算芯片与存储的互连上k8凯发✿✿★,台积电持续缩小晶片间互连间距✿✿★,其先进CoWoS封装将微凸块间距从45µm缩小到25µm✿✿★,使2.5D封装的能效相较前代提升1.6倍✿✿★。而采用垂直堆叠的3D SoIC技术✿✿★,由于省去了有机中介层✿✿★,能效相比2.5D方案大幅提高6.7倍(但受限于工艺✿✿★,目前3D封装单一基底规模约为1倍光罩面积✿✿★,相比2.5D CoWoS最高9.5倍光罩的整合面积略受限制)✿✿★。

  针对多芯粒系统的高速互连✿✿★,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✿✿★、新思科技等)✿✿★,确保不同芯粒间的数据传输高效且兼容今日什么特马✿✿★。值得关注的是✿✿★,光互连技术也被提上日程✿✿★:通过硅光子实现的共封装光学(Co-Packaged Optics)✿✿★,有望让芯片间通信能效提高5-10倍✿✿★,延迟降低10-20倍✿✿★,并显著缩小系统尺寸✿✿★。台积电指出✿✿★,这将是突破传统电气互连物理极限的关键方向✿✿★。

  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今日什么特马✿✿★,称当前电子互连已逼近极限✿✿★,引入光学技术势在必行✿✿★,“这已不单是工程问题✿✿★,更是基础物理瓶颈”✿✿★。此外✿✿★,台积电联合新思科技和ANSYS采用AI协同优化光学封装设计✿✿★,又进一步提升了1.2倍的效率✿✿★。

  为了支撑高功率芯片✿✿★,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✿✿★,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✿✿★。同时✿✿★,台积电引入EDA-AI自动化工具✿✿★,将这种深沟电容的版图插入效率提高10倍✿✿★,封装基板布线倍今日什么特马✿✿★。通过上述封装和互连创新✿✿★,台积电的能效提升不再仅依赖摩尔定律的晶体管缩放✿✿★,而是通过封装与系统层面的集成实现数量级的进步✿✿★。

  台积电宣布与生态伙伴在EDA软件上深度合作✿✿★,利用AI算法来优化芯片设计流程✿✿★,从而充分挖掘先进工艺和封装的潜力✿✿★。

  据路透社消息✿✿★,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✿✿★。这些工具与台积电的工艺平台进行了深度对接✿✿★,特别是针对A16(下一代约1.6纳米制程技术节点)今日什么特马✿✿★、N2P(2纳米制程的增强版)✿✿★、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✿✿★,将多层芯片堆叠封装)技术的AI设计认证流程✿✿★。

  实测结果显示✿✿★,在某些复杂芯片设计任务中✿✿★,AI工具能够找到比人工更优的解决方案✿✿★,并将设计优化时间从工程师的两天缩短到几分钟✿✿★。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”✿✿★。Cadence称✿✿★,基于台积电先进封装技术的HBM4测试芯片已完成设计验证k8凯发✿✿★,即将流片✿✿★,为下一代大算力芯片的CoWoS-L封装打下基础✿✿★。

  芯片IP供应商Rambus与Cadence指出✿✿★,在边缘计算和高级辅助驾驶(ADAS)场景下✿✿★,GDDR6显存以超过20Gbps带宽提供了高性价比的方案✿✿★,新一代GDDR7传输速度可达36Gbps/pin✿✿★,将满足未来更高带宽需求✿✿★。

  随着AI应用规模的快速扩展✿✿★,从数据中心到边缘设备✿✿★,全球算力需求呈指数级增长✿✿★,带动芯片功耗同步攀升✿✿★。在摩尔定律逐步放缓的当下✿✿★,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✿✿★。

  在这一背景下✿✿★,能效革新愈发重要今日什么特马✿✿★。值得注意的是✿✿★,AI本身不仅是算力消耗的主因✿✿★,更正逐步转化为芯片设计领域的提效者✿✿★。从协助工程师完成复杂电路优化k8凯发✿✿★,到参与能效建模✿✿★、功耗预测✿✿★,AI正深度嵌入EDA工具链✿✿★、封装架构规划及能源调度等多个环节✿✿★。