电子行业Chiplet：提质增效助力国产半导体弯道超车-230324（26页）.pdf

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1、1 Chiplet：提质增效，助力国产半导体：提质增效，助力国产半导体弯道超车弯道超车 证券研究报告证券研究报告 20232023年年0303月月2424日日 中泰电子王芳团队中泰电子王芳团队 分析师：王芳分析师：王芳 执业证书编号：执业证书编号：S0740521120002 分析师：分析师：游凡游凡 执业证书编号：执业证书编号：S0740522120002S0740522120002 分析师：杨旭分析师：杨旭 执业证书编号：执业证书编号：S0740521120001 目目 录录 一、为何需要一、为何需要Chiplet？二、产业应用：海内外巨头躬身入局二、产业应用：海内外巨头躬身入局 三、受益

2、链条：封测、材料等多环节受益三、受益链条：封测、材料等多环节受益 2 eZaVbZaY9WbUeUdXaQaO6MmOnNoMnOlOpPnOfQsQoQbRtRoMwMtPnNxNtOmQ3 1.1Chiplet定义与优势 ChipletChiplet定义：将单颗定义：将单颗SoCSoC“化整为零”为多颗小芯片（“化整为零”为多颗小芯片（ChipChip），将多颗），将多颗ChipsChips进行封装的技术。可分为：进行封装的技术。可分为：1 1）MCMMCM：Multi-Chip Module，多芯片组件。MCM将多颗裸芯片连接于同一块基板（陶瓷、硅、金属基板），并封装到同一外壳。往下可细

3、分为金字塔堆叠MCM和TSV（硅通孔）堆叠MCM。2 2）InFOInFO：Integrated Fan-Out，集成扇出封装。InFO指集成多颗进行扇出型封装，所谓扇出（Fan-Out），指Die表面的触点扩展到Die的覆盖面积之外，增加了凸点布臵的灵活性并增多了引脚数量。InFO与MCM的区别在于InFO强调扇出封装。3 3）2.5D 2.5D CoWoSCoWoS：Chip on Wafer on Substrate，即从上往下为小芯片-interposer（转接板，硅wafer或其他材料）-IC载板。其与InFO区别在于，2.5D CoWoS多了一层interposer，InFO通常无

4、interposer。需注意，以上三种封装并无严格界限，其区别在于每一种形式侧重的封装要素不同。图表：两种图表：两种MCMMCM封装封装 来源：半导体在线公众号，中泰证券研究所 图表：一种典型的图表：一种典型的InFOInFO封装封装 来源：台积电官网，中泰证券研究所 图表：图表：CoWoSCoWoS封装封装 来源：台积电官网，中泰证券研究所 4 1.1Chiplet定义与优势 ChipletChiplet优势：优势：性能提升性能提升：3D 堆叠。通过堆叠，可以实现单位面积上晶体管数量增加，从而提高算力。存储限制存储限制：类似“外挂”，提升存储容量；异构互联异构互联：芯片复杂度、集成度可以进一

5、步提升。传统形式下单颗芯片面积很难超过800平方毫米。研发周期研发周期：Chiplet可以使得核心芯片（chip）共用，缩短设计周期；成本优化成本优化：不同功能芯片实现成本最优制程匹配。图表：图表：ChipletChiplet优势优势 来源：奇异摩尔公众号，中泰证券研究所 5 1.2国产化意义：助力弯道超车 图表：图表：ChipletChiplet提升良率的原理提升良率的原理 来源：唯芯派公众号，中泰证券研究所 美国制裁中国美国制裁中国14nm14nm以下先进制程以下先进制程。2020年，美国将中芯国际列入“实体清单”，限制中芯国际14nm及以下制程的扩产。在此背景下，国产14nm制程产能处于

6、存量、无法扩张的状态。在此背景下，Chiplet国产化意义：1 1）ChipletChiplet可提升国产可提升国产14nm14nm良率、规避美国限制良率、规避美国限制。Chiplet通过“化整为零”缩小单颗die面积die面积越小，单片晶圆上的缺陷数量不变的情况下，坏点落在单颗die上对整片晶圆面积的影响比重，在减少，即良率越来越高。国产厂商采用Chiplet，在国产14nm产能为存量的局面下，提升了实际的芯片产出部分规避了美国的限制。2 2）ChipletChiplet增加了晶圆供给来源，进一步规避美国限制增加了晶圆供给来源，进一步规避美国限制。原先，单颗SoC使用的是统一的、与CPU制程