文章核心观点 文章核心观点是：Chiplet（芯粒）与传统的软IP（知识产权）在概念上虽有相似之处，但两者在集成、设计、制造、测试、供应链、安全性和商业模式等方面存在根本性差异。Chiplet市场的发展需要解决一系列软IP所不具备的独特挑战，包括物理集成、接口标准、形状匹配、热管理、安全架构和持续供应等。尽管Chiplet代表了IP复用的新阶段，但它不会取代软IP，两者将在未来的芯片设计中并存并融合[2][29]。 Chiplet与软IP的核心差异 - 设计集成层面不同：软IP是在逻辑层面集成的工具，而Chiplet则将集成挑战转移到了物理和系统层面，涉及封装层面的物理连接[2][24] - 功能可定制性差异：软IP具有高度可配置性，设计工具可以自动剔除不需要的逻辑功能；而Chiplet的功能通常是固定的，任何未使用的功能仍会占据硅片面积并增加成本[5][6] - 交付物与可见性：软IP以RTL代码或模型形式交付，提供一定透明度；Chiplet则是预先构建好的硅片“黑盒”，设计人员只能获得抽象的时序、功耗和散热模型[5][26] Chiplet带来的物理与系统层挑战 - 形状与布局难题：Chiplet呈矩形且尚无形状标准，难以确保在有限封装空间内实现引脚短距离连接，不匹配的布局会导致信号线过长和偏移问题[12][15] - 接口匹配与协议一致性：即使物理接口对齐，若通道方向相反也可能无法匹配，需要支持线路反转的D2D接口；所有Chiplet必须在交互协议、地址映射、控制机制和处理中断方式上达成一致[16][32] - 热管理与物理应力：每个Chiplet都会产生热量，集成商需要热模型来验证封装散热，且不能干扰其他组件（如HBM）；大型中介层易翘曲，需进行平面度分析以确保可靠性[24] 启动、安全与测试的复杂性 - 系统启动协调：多Chiplet系统需要分层启动架构，一个主Chiplet协调其他组件的启动和上电顺序，对于包含大量Chiplet的系统，必须采用类似H3的分层并行触发方法[11] - 安全架构划分：Chiplet系统的攻击面更大，需要可信的供应链验证和硬件认证框架；安全资源（如信任根RoT）需在封装或系统级别协调，通常指定一个Chiplet作为信任根[18][19] - 测试与可访问性挑战：Chiplet由供应商独立测试，但集成商需要测试向量并关注测试覆盖率；内置自测试（BiST）有望更广泛应用；3D堆叠使测试访问更困难，需确保测试向量能在协议栈中传递[20][22][27] 供应链、经济模型与市场生态 - 供应链与持续供应：Chiplet供应链更接近传统芯片，与工艺节点和代工厂紧密绑定，增加了对供应商的依赖；购买方需在产品的整个生命周期内确保Chiplet的持续供应，并验证其真伪[22] - 经济性考量：为不同应用创建不同配置的Chiplet家族需要单独的掩膜集，这会显著增加成本，而软IP则没有此类成本[9] - 市场生态与共存：Chiplet市场将包含定制和现成（商用）两种类型；未来许多IP模块（如CPU、GPU、NPU集群）将成为现成Chiplet，但软IP仍将发挥重要作用，许多设计方案将融合两者[2][4][29]