华为、苹果等巨头入场布局半导体新主线浮现？浙商证券：Chiplet带来发

模型是摩尔定律减速下半导体技术的发展方向之一在该方案中，对多个裸芯片进行了先进封装，实现了先进工艺迭代的弯道超车与传统的SoC方案相比，小芯片模式具有三大优势:设计灵活，成本低，上市周期短最近几年来，国际厂商积极推出相关产品，如华为鲲鹏920，AMD Milan—X和苹果M1 Ultra预计Chiplet也将对封装测试/IP厂商提出更高的要求，带来新的发展机遇

投资要点

小芯片:摩尔定律的延续——先进工艺替代之路！

伴随着先进工艺迭代到7nm，5nm，3nm，摩尔定律逐渐变慢，先进工艺的开发成本和难度增加后Moore SoC架构存在灵活性低，成本高，上市时间长等缺陷小芯片方案明显改善了SoC存在的问题小芯片方案是当前先进制造工艺的重要替代解决方案通过小芯片计划，中国大陆或许可以弥补目前先进制造工艺技术在芯片制造方面的缺陷，为国内半导体产业链带来新的机遇

巨头布局:华为/AMD/苹果——产品案例视角！

国际巨头华为，AMD，Intel积极布局小芯片，推出相关产品华为在2019年推出了基于小芯片技术的7nm鲲鹏920处理器典型频率下的SPECint基准测试得分超过930，超出行业基准25%今年3月，AMD推出了基于TSMC 3D小芯片封装技术的第三代服务器处理芯片苹果推出了采用TSMC CoWos—S桥技术的M1 Ultra芯片，两个M1 Max晶粒的内部互联实现了性能的飞跃

行业创新:先进封装+IP复用——供应链的关键！

国际厂商英特尔，TSMC，三星等许多公司都建立了自己的小芯片生态系统，积极抢占小芯片的高级封装市场长电科技6月加入UCIe产业联盟，去年推出XDFOI # 8482超高密度扇出封装解决方案系列富微电子与AMD合作紧密，现已具备Chiplet先进封装技术的规模化生产能力小芯片模式下的IP重用有助于IP供应商实现从小芯片供应商到硬件供应商的转变

潜在受益公司

先进封装测试:通富微电子，长电科技等。，

IP公司:鑫源股份等。，

封测设备:华丰测控，长川科技，信义昌，林等。

封板:兴森科技等。

风险警告

高级打包进度小于预期，科技领域的制裁有所加剧。

1.1.Chiplet帮助高级进程弯道超车。

小芯片模式是摩尔定律减速下半导体技术的发展方向之一近几十年来，芯片制造技术基本按照摩尔定律发展，芯片单位面积可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，芯片性能和成本都有所提高但伴随着工艺迭代到7nm，5nm，3nm及以下，先进工艺的研发成本和难度增加，开发先进工艺的经济效益逐渐受到质疑后摩尔定律时代的主流芯片架构SoC 将摩尔定律向前推了一步，将负责不同计算任务的多个组件集成在一个芯片上，用一个芯片实现完整的功能，各个功能区采用相同的工艺技术Chip—let模式可能有弯道超车的机会在这种模式下，将芯片的不同功能分区做成裸芯片，然后通过高级封装，将芯片以类似积木的方式组合在一起通过使用基于异构集成的先进封装技术，芯片可以绕过先进的制造工艺，通过计算能力的扩展来提高性能，降低成本，缩短生产周期一般来说，Chiplet是一种高性能，低成本，快速上市的解决方案，它将多个芯片组装在一个封装中

小芯片方案对封装技术提出了更高的要求小芯片和SiP一样，集成封装不同的元器件，而小芯片的裸芯片是相互独立的，集成度更高，不集成在单个晶圆上小芯片目前的封装方案主要有2.5D封装，3D封装和MCM封装小芯片的封装方案要实现裸芯片之间的互连，同时要保证各部分之间信号传输的质量

国际巨头成立UCIe产业联盟推动互联协议标准小芯片模式需要实现各种芯片的互连，如何定义互连标准是一个重要问题2020年，英特尔在美国加入芯片联盟后，免费提供AIB互联总线接口许可，支持小芯片生态系统的建设但其他厂商担心接口许可需要使用英特尔自己的先进封装技术EMIB，所以最终没有推广该标准英特尔，AMD，Arm，高通，三星，TSMC，Sunmoon，谷歌云，Meta，微软等大厂于2022年3月组成UCIe产业联盟，旨在建立统一的管芯间互联标准，推动了小芯片模式的应用和发展经过梳理，我们认为国际巨头成立的UCIe联盟将对小芯片互联标准的统一起到重要的推动作用，小芯片方案的发展将会加快

1.2.灵活性+低成本导致小芯片需求。

与传统的SoC方案相比，小芯片模式具有设计灵活，成本低，上市时间短三大优势，这使得该方案成为半导体技术的重要发展方向。

小芯片模式可以自由选择不同分区的进程节点传统的SoC芯片在制造时必须选择相同的工艺节点，但不同的芯片有不同的工艺要求例如逻辑芯片，模拟芯片，RF芯片，存储器等，成熟的流程节点不一样如果模拟芯片采用先进的工艺，可能会导致漏电，噪声等问题，如果SoC芯片采用同样的工艺也会造成一些麻烦而小芯片模式可以自由选择不同工艺的裸芯片，然后通过高级封装进行组装与SoC相比，更加灵活，优势明显

小芯片模式有利于提高成品率，降低制造成本传统的SoC架构会增加单个芯片的面积，增加了芯片制造过程中的难度，缺陷密度带来的良率损失也会增加，导致SoC芯片制造成本的增加而小芯片方案将大芯片分成几个裸芯片，单位面积小，良品率会相对提高，从而降低其制造成本

小芯片模式可以实现产品重用，缩短产品上市周期由于SoC方案采用统一的流程，SoC芯片的各个部分都要同步迭代，这就拖慢了SoC芯片的迭代进程芯片模式可以有选择地迭代芯片的不同单元，迭代一些裸芯片就可以生产下一代产品，大大缩短了产品上市周期

目前，小芯片模式仍然存在一些问题，如对先进的封装技术要求高，散热能力差需要精确的操作来实现裸片之间的开孔和电镀，需要保证裸芯片之间高速高质量的数据传输，与先进工艺小芯片模式相比，散热能力差，这些增加都为制造芯片提出了新的技术难题

2.巨头布局:华为/AMD/苹果——产品案例视角！

2.1.华为:首款7nm小芯片云服务器解决方案。

2.2.AMD:与TSMC合作推出3D小芯片解决方案。

AMD携手TSMC推出3D小芯片产品AMD在2021年6月发布了基于3D小芯片技术的3D V—Cache这项技术使用TSMC的3D Fabric高级封装技术，包含64MB L3缓存的小芯片与处理器一起封装在3D堆栈中2022年3月，AMD推出米兰—X骁龙处理器，这是基于米兰的第三代处理器EPYC 7003的升级版，利用AMD的3D V—Cache堆栈技术实现了768 MB的L3缓存Milan—X是一个带有九个小芯片的MCM，包括八个CCD芯片和一个大I/O芯片

2.3.苹果:双M1最大互联创造高性能解决方案

苹果推出了采用TSMC CoWos—S bridge技术的M1 Ultra芯片，实现了性能上的飞跃苹果2022年3月发布的M1 Ultra芯片采用了独特的UltraFusion芯片架构在TSMC cow OS—S技术的帮助下，它通过两个M1 Max芯片的内部互连实现了性能的飞跃在新架构下，M1的晶体管数量是M1的7倍以上，两个Max之间的互连带宽可达2.5 TB/s，M1内部集成内存为128GB，包括8个16层HBM堆栈的存储组件核心传输速率3200M，实际传输带宽超过800GB/s，该产品实现了苹果芯片与Mac系列电脑的又一次重大跨越，具有里程碑意义

3.产业创新:先进封装+IP复用——供应链的关键！

3.1.高级封装增强了设计灵活性

目前小芯片的封装方案主要有2.5D封装，3D封装和MCM封装在2.5D封装中，多个芯片在中间层上并排排列，通过微凸块连接，使内部的金属线与芯片之间的电信号相连，然后下面的金属凸块通过硅通孔连接，再通过引线载体连接外部的金属球，实现了元器件之间的紧密连接在3D封装中，每个芯片直接堆叠，在芯片上制作晶体管结构，直接使用硅通孔连接芯片之间的电子信号MCM技术是将多个LSI/VLSI/ASIC裸芯片等元器件组装在同一多层互连基板上，然后进行封装

国际制造商积极部署小芯片封装目前，英特尔，TSMC，三星等公司都建立了自己的小芯片生态系统，积极抢占小芯片高级封装市场

介绍了Intel 3D stack异构系统集成技术Foveros和嵌入式多芯片互连桥技术EMIB封装技术采用3D堆栈实现逻辑对逻辑的集成，为设计人员提供了极大的灵活性，使技术IP块和各种存储器和输入/输出元件可以在新的设备外形尺寸中混合使用产品可以分成更小的芯片或瓦片，其中I/O，SRAM和功率传输电路制造在基础芯片中，高性能逻辑芯片或瓦片堆叠在上面EMIB技术将有机衬底和硅衬底结合起来，将硅衬底嵌入有机衬底上，实现高密度互连利用这种结构，可以保持互连密度和性能，并且还可以降低制造成本

TSMC推出的3D Fabric配备了先进的封装技术，如3D硅堆叠，CoWoS和InFOTSMC的3DFabric系列技术包括2D和3D前端和后端互联技术前端技术TSMC—SoIC使用3D硅堆叠所需的尖端硅晶圆厂的精度和方法，包括晶圆芯片和晶圆到晶圆芯片堆叠技术，允许相似和不同芯片的3D堆叠提供多种功能，包括增加计算核心的数量以提高计算能力，通过堆叠的存储器提供更多的内存和更高的带宽，以及通过深沟槽电容器改善功率传输TSMC还拥有许多专用的后端晶圆厂，可以组装和测试包括3D堆叠芯片在内的硅芯片，并将其加工成封装器件台湾公司3D Fabric的后端技术有CoWoS和InFO系列封装技术

国内企业通富微电子和长电科技积极布局小芯片封装技术长电科技6月加入UCIe产业联盟，推动小芯片接口规范标准化根据投资人问答，公司去年推出XDFOI # 8482超高密度扇出封装解决方案系列，该技术是一种面向小芯片的超高密度，多扇出封装高密度异构集成解决方案，包括2D/2.5D/3D小芯片，可为客户提供从常规密度到极高密度，从极小尺寸到超大尺寸的一站式服务富微电子与AMD合作密切，是AMD重要的封装测试代工厂在小芯片，WLP，SiP，扇出，2.5D，3D堆叠等方面都有布局和储备现已具备小芯片先进封装技术的规模化生产能力

小芯片封装驱动芯片测试机需求据该公司研究，与SoC封装相比，小芯片架构芯片的制造需要多个裸芯片，单个裸芯片的失效会导致整个芯片的失效，这就需要封装测试公司进行更多的测试，以减少失效芯片带来的损失目前，华丰TT&C，长传科技均已布局测试机，有望受益于小芯片封装带来的测试机需求增加

3.2.知识产权再利用提高设计经济性

小芯片的发展有利于IP芯片化的实现小芯片由不同功能的裸芯片组成同时，小芯片的裸芯片实际上是半导体IP经过设计和工艺优化后生产出来的硬件产品在一定意义上，Chiplet芯片也可以看作是由不同的IP组成的IP厂商有可能从IP供应商转变为小芯片产品供应商，从而提升公司在产业链中的附加值在小芯片模式下，设计公司可以购买不同公司的硬件，然后通过高级封装将其组合在一起在这种模式下，IP公司有望实现向硬件提供商的转型

作为国内最大的半导体IP供应商，原芯股份有望受益于Chiplet的发展该公司是mainland China排名第一，世界排名前七的半导体知识产权供应商是mainland China首批加入UCIe联盟的企业之一，拥有丰富的处理器IP核和领先的芯片设计能力目前，公司致力于通过IP芯片化和芯片平台化实现小芯片的产业化与全球主流封装测试厂和芯片厂商建立了合作关系，在开展小芯片业务方面具有优势2022年至2023年，公司计划继续高端应用处理器平台Chiplet的迭代研发，推动Chiplet在平板电脑，自动驾驶，数据中心等领域的产业化芯可能是世界上第一个为客户推出Chiplet商用产品的企业

4.受益标的:专注包装/设备/IP环节和供应链改造！

先进封装:目前国内与国际厂商在先进制程技术上差距明显，小芯片方案为国内芯片制造业提供了弯道超车的机会国内芯片厂商可以通过采用小芯片方案来弥补国内先进制造产业链的落后，通过先进封装来提升芯片性能国内先进封装公司有望受益于小芯片解决方案的发展，包括通富微电子，长电科技等

ip公司:小芯片方案降低了芯片设计的成本和门槛，IP复用提高了设计的灵活性后续IP公司有望实现从IP供应商到小芯片供应商的身份转换，增加产业链中提供的价值受益公司有鑫源股份等

封装测试设备:实施小芯片方案的关键在于先进封装技术的实现，这对封装设备提出了要求和需求例如，如果在小芯片方案中设计了大量的裸芯片，那么在封装和测试过程中需要对大量的芯片进行测试，以保证最终的芯片良率国内封装测试设备公司有望受益，包括华丰测控，长传科技，信义昌，林威

载板:小芯片封装将采用2.5D封装，3D封装，MCM封装等多种形式对芯片进行封装这种封装会增加ABF和PCB的层数，具体层数和技术指标要求取决于芯片的设计方案国内ABF和PCB载体厂商有望受益于小芯片方案的发展，包括兴森科技等

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