در سال ۱۹۶۵، گوردون مور، یکی از بنیانگذاران اینتل، چیزی را بیان کرد که بعدها به «قانون مور» تبدیل شد. این قانون بیش از نیم قرن، زیربنای افزایش مداوم عملکرد مدارهای مجتمع (IC) و کاهش هزینه‌ها بود - که اساس فناوری دیجیتال مدرن است. به طور خلاصه: تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه تقریباً هر دو سال دو برابر می‌شود.
سال‌ها، پیشرفت با این ریتم پیش می‌رفت. اکنون تصویر در حال تغییر است. کوچک‌سازی بیشتر دشوار شده است؛ اندازه ویژگی‌ها به تنها چند نانومتر کاهش یافته است. مهندسان با محدودیت‌های فیزیکی، مراحل فرآیند پیچیده‌تر و افزایش هزینه‌ها مواجه هستند. هندسه‌های کوچک‌تر نیز بازده را کاهش می‌دهند و تولید در حجم بالا را دشوارتر می‌کنند. ساخت و راه‌اندازی یک کارخانه پیشرو نیازمند سرمایه و تخصص عظیمی است. بنابراین بسیاری معتقدند که قانون مور در حال از دست دادن قدرت خود است.
این تغییر، دری را به روی رویکردی جدید گشوده است: چیپلت‌ها.
چیپلت یک قطعه کوچک است که وظیفه خاصی را انجام می‌دهد - اساساً برشی از چیزی که قبلاً یک تراشه یکپارچه بود. با ادغام چندین چیپلت در یک بسته واحد، تولیدکنندگان می‌توانند یک سیستم کامل را مونتاژ کنند.
در دوران تک‌پردازی، تمام عملکردها روی یک قالب بزرگ قرار داشتند، بنابراین نقص در هر جایی می‌توانست کل تراشه را از بین ببرد. با چیپلت‌ها، سیستم‌ها از «قالب‌های شناخته‌شده و سالم» (KGD) ساخته می‌شوند که به طور چشمگیری بازده و کارایی تولید را بهبود می‌بخشد.
ادغام ناهمگن - ترکیب قالب‌های ساخته شده بر روی گره‌های پردازشی مختلف و برای عملکردهای مختلف - چیپلت‌ها را به طور ویژه‌ای قدرتمند می‌کند. بلوک‌های محاسباتی با کارایی بالا می‌توانند از جدیدترین گره‌ها استفاده کنند، در حالی که حافظه و مدارهای آنالوگ بر روی فناوری‌های بالغ و مقرون به صرفه باقی می‌مانند. نتیجه: عملکرد بالاتر با هزینه کمتر.
صنعت خودرو به طور خاص به این موضوع علاقه‌مند است. خودروسازان بزرگ از این تکنیک‌ها برای توسعه SoCهای آینده درون خودرو استفاده می‌کنند و هدف آنها پس از سال ۲۰۳۰، استفاده انبوه از آنهاست. چیپلت‌ها به آنها اجازه می‌دهند هوش مصنوعی و گرافیک را با کارایی بیشتری توسعه دهند و در عین حال بازده را بهبود بخشند - که هم عملکرد و هم کارایی را در نیمه‌هادی‌های خودرو افزایش می‌دهد.
برخی از قطعات خودرو باید استانداردهای سختگیرانه ایمنی عملکردی را برآورده کنند و بنابراین به گره‌های قدیمی‌تر و اثبات‌شده متکی هستند. در همین حال، سیستم‌های مدرن مانند کمک راننده پیشرفته (ADAS) و وسایل نقلیه تعریف‌شده توسط نرم‌افزار (SDV) به محاسبات بسیار بیشتری نیاز دارند. چیپلت‌ها این شکاف را پر می‌کنند: با ترکیب میکروکنترلرهای کلاس ایمنی، حافظه بزرگ و شتاب‌دهنده‌های قدرتمند هوش مصنوعی، تولیدکنندگان می‌توانند SoCها را با نیازهای هر خودروساز - سریع‌تر - تطبیق دهند.
این مزایا فراتر از خودروها هستند. معماری‌های چیپلت در حال گسترش به حوزه‌های هوش مصنوعی، مخابرات و سایر حوزه‌ها هستند، نوآوری را در صنایع مختلف تسریع می‌کنند و به سرعت به ستونی از نقشه راه نیمه‌هادی‌ها تبدیل می‌شوند.
ادغام چیپلت‌ها به اتصالات فشرده و پرسرعت بین تراشه‌ها (die-to-die) بستگی دارد. عامل کلیدی، اینترپوزر (interposer) است - یک لایه میانی، اغلب سیلیکونی، در زیر تراشه‌ها که سیگنال‌ها را مانند یک برد مدار کوچک هدایت می‌کند. اینترپوزرهای بهتر به معنای اتصال محکم‌تر و تبادل سریع‌تر سیگنال هستند.
بسته‌بندی پیشرفته همچنین انتقال توان را بهبود می‌بخشد. آرایه‌های متراکم از اتصالات فلزی ریز بین قالب‌ها، مسیرهای وسیعی را برای جریان و داده حتی در فضاهای تنگ فراهم می‌کنند و امکان انتقال پهنای باند بالا را فراهم می‌کنند و در عین حال از فضای محدود بسته‌بندی به طور کارآمد استفاده می‌کنند.
رویکرد رایج امروزی، ادغام ۲.۵ بعدی است: قرار دادن چندین قالب در کنار هم روی یک اینترپوزر. جهش بعدی، ادغام سه‌بعدی است که در آن قالب‌ها با استفاده از viaهای سیلیکونی (TSV) به صورت عمودی روی هم قرار می‌گیرند تا چگالی حتی بالاتر رود.
ترکیب طراحی ماژولار تراشه (جداسازی توابع و انواع مدار) با انباشتگی سه‌بعدی، نیمه‌هادی‌های سریع‌تر، کوچک‌تر و با بهره‌وری انرژی بیشتر را به ارمغان می‌آورد. مکان‌یابی مشترک حافظه و محاسبات، پهنای باند عظیمی را برای مجموعه داده‌های بزرگ فراهم می‌کند - ایده‌آل برای هوش مصنوعی و سایر حجم‌های کاری با کارایی بالا.
با این حال، انباشت عمودی چالش‌هایی را به همراه دارد. گرما به راحتی تجمع می‌یابد و مدیریت حرارتی و بازده را پیچیده می‌کند. برای پرداختن به این موضوع، محققان در حال توسعه روش‌های جدید بسته‌بندی برای مدیریت بهتر محدودیت‌های حرارتی هستند. با این حال، شتاب زیادی وجود دارد: همگرایی چیپلت‌ها و ادغام سه‌بعدی به طور گسترده به عنوان یک الگوی متحول‌کننده تلقی می‌شود - آماده است تا مشعل را در جایی که قانون مور متوقف می‌شود، حمل کند.
زمان ارسال: ۱۵ اکتبر ۲۰۲۵