高算力芯片未来技术发展途径

面向未来高算力芯片需求,分析了国内外高算力芯片发展趋势,提出由数据互连、单位晶体管提供的算力、晶体管密度和芯片面积构成的芯片算力表达式。介绍了未来高算力芯片发展的关键技术,并结合算力表达式论述相关技术如何发挥作用。从新材料、新器件、先进工艺、新架构、集成封装等角度出发,探讨了集成电路先进制造工艺、单片三维集成技术、领域专用架构、粗粒度可重构架构、存算一体技术、芯粒(Chiplet)技术和晶圆级集成等国内外发展现状及其对芯片算力的提升效果,并深入分析了各项技术的发展和挑战。结合中国高算力芯片现状和集成电路先进制程发展受限,提出从“架构+集成+系统”出发,探索实现高算力芯片的一体化自主可控创新路径,可以采用成熟制程,结合粗粒度可重构和存算一体新型架构,采用基于先进集成的芯粒技术实现总算力突破。