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Chiplet 落地的隱形門檻:D2D 互連的(de)信(xìn)號完整性難題

發布時間:2026-08-21 16:19:14

D2D就是封裝(zhuāng)內部芯粒之間的通(tōng)信通道。跟咱(zán)們熟悉的PCIe、以太網(wǎng)完全不是一回事——那些是板級或機箱級別(bié)的長距(jù)互連,D2D隻跑5~20mm,在封裝(zhuāng)基板上完(wán)成數據傳輸。

先進製程(chéng)走到(dào)3nm、2nm,單片大芯片的流片成本已經高到離譜,良(liáng)率還往下掉。行業給出的解法是Chiplet——把大芯片拆成若幹功能芯粒,各自用最適合的工藝做(zuò),再封裝在一起。這套架構能不能跑通,全(quán)看D2D(Die-to-Die)互連技術(shù)。

D2D就(jiù)是封裝(zhuāng)內部芯粒之間的通信通道。跟咱們熟悉的PCIe、以太網完全不是(shì)一回事——那些是板級或機箱(xiāng)級別的(de)長(zhǎng)距互(hù)連,D2D隻跑5~20mm,在封裝基板上完成(chéng)數據傳(chuán)輸。

 

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D2D和傳統互連到底差(chà)在哪?

傳統SerDes方案跑長鏈路,需要複雜的(de)編解碼、時鍾同步、信號均衡,功耗和(hé)時延都高。D2D針對封裝內的短距場景,完全不用這套打(dǎ)法:

傳輸距離短,沒有長距損耗壓力

省掉複雜SerDes架構,時延壓到納秒級(jí)

靠微凸點陣列並行推數據(jù),帶寬密度吊打傳統接口(kǒu)

功耗能(néng)降到亞pJ/bit級別

針對封裝走線的微小skew和串擾做專項優化

 

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兩條(tiáo)技術路線,選(xuǎn)哪(nǎ)個?

目(mù)前行業所有D2D方案,歸根到(dào)底就是兩條路。

 

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第一條是並行源同(tóng)步,代表(biǎo)是BoW(OCP開源)、Intel AIB、OpenHBI。核心思路(lù)是“低(dī)速多線、並行堆疊”,不走SerDes,靠大量單(dān)端數據線+同步時鍾硬堆帶寬。優點是時延極低、功耗極小(xiǎo),普通有機封裝就能跑;缺點是Bump消耗大,並行通(tōng)道的skew管控難度高,基本隻能自家芯粒配(pèi)對用。適合自研AI芯片。

第二條是(shì)高速串行,代表就是UCIe。沿用差分SerDes架構,配套完整協議(yì)棧,兼容PCIe/CXL,主打跨廠商互通。優點是協議成熟、生態完善,誰(shuí)家芯粒都(dōu)能接;缺點是(shì)多了編解碼和SerDes功耗,時延也比並行方案略高。適合(hé)多(duō)廠商異構(gòu)集成。

 

工程上真正頭疼的問題

 

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並行(háng)方案最麻(má)煩(fán)的是時序skew——幾百條單端並行線(xiàn),走線長度、介質厚度、Bump寄生差異一累積,時序(xù)偏移就會導致采樣錯誤。加上大規模信號同時翻轉產生的SSN同(tóng)步開關噪聲(shēng),電源幹擾嚴重,得靠DBI編碼來救(jiù)。

串行方案這邊,高頻信(xìn)號完整(zhěng)性是主要矛盾。損耗、串擾、阻抗不連續、諧振失真,一(yī)個都不能忽略。還得適配PCIe/CXL協議(yì)棧,鏈路訓練和均衡(héng)調試的複雜度遠高於純PHY層方案。

 

選型建議(工程(chéng)落地版)

自研AI加速器(qì)、內部芯粒拆分→BoW,低時延低功耗,成本可控

多廠商異構芯(xīn)粒集成→UCIe,通用性強,生態兼容性好

Intel體係內(nèi)自研→AIB,工藝成熟,量產穩

 

趨勢方向

並行路線在優化skew和(hé)Bump效率,串(chuàn)行路線在往下壓SerDes功耗和時延。光電融合D2D、混合鍵合超短距(jù)互連也在(zài)逐步落地(dì),進一步突破電互連的帶寬(kuān)天花板。

 

最後說句實在話

無論走(zǒu)哪條D2D路線(xiàn),封裝基板上的(de)高速信號完整性都(dōu)是繞不過去的坎。走線阻抗怎麽控、skew怎麽匹配、SSN噪聲怎麽隔離,這些直接決定了芯粒能不能穩定跑起來。

色多多网站(bó)PCB板廠在封裝級基板和高頻高速PCB領域有多年積累,無論是並行(háng)路(lù)線的等長匹配與skew管控,還是串行路線的阻(zǔ)抗連續性與損耗控製,都能(néng)提供從仿真到量(liàng)產的完整支持。如果(guǒ)大家在Chiplet方案的PCB/基板設計上遇到信號完(wán)整性難題,歡迎來交流。

 

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特別聲明:本文部分內容由(yóu)AI生成(chéng),僅為行業(yè)技術參考,不構成專業商用指導與投資依(yī)據。

 

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