Chiplet产业链:系统厂商加速推进Chiplet产业化

超威半导体（AMD）

AMD在Chiplet产品化进度较快。2019年起，AMD从Zen 2架构开始采用Chiplet技术，基于Zen 2架构的产品在单/多核处理能力上均有很大提升，能耗比（Power efficiency）改善明显。2023年1月，AMD披露了面向下一代数据中心的APU加速卡产品Instinct MI300，产品将于2023年下半年上市。这款基于Chiplet设计的加速器拥有9个基于3D堆叠的5nm小芯片（包含CPU和GPU），和4个基于6nm的小芯片，周围封装了8个128GB的HBM3显存芯片，共拥有1,460亿个晶体管。Instinct MI 300将CPU、GPU和内存封装为一体，大幅提高了性能和效率。

采用Chiplet方案，AMD第二代霄龙、Zen处理器性能显著提升。AMD第二代霄龙处理器使用了Chiplet技术，与第一代相比，核数增加了100%，晶体管数增加了102%至380亿，而硅片面积仅增加了18%，这充分显示了7nm制程下高密度优势。此外，第二代的整数和浮点运算性能也分别提升了144%和97%。AMD第二代Zen处理器同样使用了Chiplet技术，与第一代相比核数增加100%，晶体管数增加102%，但硅片面积只增加了28%。

AMD含Chiplet技术的CPU销量占比不断提高。根据德国电脑零售商Mindfactory数据，2021年10月至2022年12月间AMD CPU的销量中，含Chiplet技术的CPU销量占比不断提高，从约80%上升至约97%。

英特尔（Intel）

英特尔基于IDM优势积累了较为完整的互连技术优势。基于IDM的制造优势，英特尔开发了EMIB（全方位互连硅桥）和Foveros两种封装技术，分别对应横向和纵向之间的连接。英特尔FPGA芯片Stratix 10最早采用了EMIB支持的Chiplet技术。2023年，英特尔基于Chiplet技术发布了第四代至强可扩展处理器和至强CPU Max，以及数据中心GPU Max。第四代至强可扩展处理器使用EMIB进行连接，包含52款CPU，最多支持60核，在使用内置加速器时，目标工作负载的平均性能每瓦效率可提高2.9倍。至强CPU Max拥有56个性能核，内核的4个小芯片使用EMIB连接，进行自然语言处理时高带宽内存优势可提升20倍性能。数据中心GPU Max是英特尔针对高性能计算加速设计的第一款GPU产品，一个封装中有超过1000亿个晶体管，拥有47个不同的块和高达128GB的内存。

英伟达（NVDIA）

英伟达拥有NVLink-C2C高速互连技术，加入UCIe联盟，或将进一步布局Chiplet。当前英伟达可以通过NVLink-C2C技术实现高速、低延迟、芯片到芯片的互连，与Chiplet相似，可支持定制裸片间实现互连。考虑到在AI领域对于GPU的显存容量和带宽需求提升，英伟达通过Chiplet技术在GPU周围堆叠HBM（High Bandwidth Memory）方式提高缓存性能和容量。另外，英伟达于2022年8月份宣布将支持新的UCIe规范，或将利用Chiplet技术进一步提升GPU、CPU和DPU等灵活配置集成的布局。

苹果（Apple）

苹果采用UltraFusion架构实现高速互连。苹果在2022年3月推出的M1 Ultra芯片采用了创新性的UltraFusion架构，利用一个硅中介层直接连接两枚芯片M1 Max，此外苹果将存储芯片放置在SoC旁并用中介层来连接，内存和处理器单元的近距离能够减少延迟。采用UltraFusion架构，M1 Ultra拥有20核CPU，能同时传输超过10,000个信号，实现了高达2.5TB/s低延迟的处理器互连带宽，相比业内领先的高端多芯片实现了4倍多的互连带宽，此外处理多线程任务的速度比市面上功耗范围相近的16核台式个人电脑芯片中速度最快的高90%，达到峰值性能时的功耗则要低100瓦。