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[业界新闻]后微芯片时代 晶圆级系统可能是下一个发展方向 [复制链接]

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2025-11-14
只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2025-11-10 14:27:18
  随着人工智能和高性能数据处理需求的激增,支撑数字时代的引擎——现代半导体,正日益逼近物理极限。微观层面的半导体技术已接近其极限,这一趋势推动整个行业重新思考“微芯片之后”的未来。 D6Ad "|Z  
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  这一转变在英伟达(NVIDIA)身上尤为明显。该公司市值近期飙升至约5万亿美元,成为全球市值最高的上市公司。英伟达的旗舰处理器堪称科技奇迹,每颗芯片内高达2080亿个晶体管,被塑封在封装内、通过铜线实现互联。一颗芯片售价高达3万美元,数据中心通常以数千颗芯片协同工作,实现前所未有的计算性能。英伟达最近的软件与硬件架构创新,使得大量芯片可联合组成“超大规模计算机”,共同完成复杂运算,而不再像以往那样仅仅是孤立的计算单元。 wnokP  
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  不过,AI领域的指数级算力增长需求,令整个行业遭遇物理“天花板”。芯片制造的核心在于极紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography),目前该领域被荷兰设备巨头ASML垄断,旗下“Extreme Machine”设备售价高达3.8亿美元。这台高精密设备类似于特制相机,通过掩膜将光照射到硅片上,精确刻画出电路图案。 `[sFh%:  
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  然而,哪怕技术再精密,光刻设备也难以逾越物理“掩膜极限”(reticle limit):单颗芯片的面积最多约800平方毫米。进一步提升算力,只能将任务分解至更多“小芯片”,通过不断加密的封装、线路和光纤实现互联。  pX_#Y)5  
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  这种架构局限在现代数据中心已显露端倪:主流趋势是将多个“小芯片”(chiplet)集成、互联以扩展性能。但这种分散方式增加了通信开销,令封装和系统设计愈加复杂。 s$Y>nH~T  
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  在掩膜极限和芯片“摩尔定律”边际效应递减的双重压力下,学界和业界加紧探索“晶圆级集成”(Wafer-Scale Integration)。该模式彻底抛弃传统独立芯片的思路,直接利用整个硅晶圆作为统一处理单元。 77@N79lqO  
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  帕洛阿尔托公司Cerebras近期推出的第三代晶圆级引擎(WSE-3),集成了4万亿个晶体管,内存带宽是传统高端芯片的7000倍。WSE-3还将内存直接嵌入晶圆内部,大幅缩短延迟,甚至可以让一个数据中心的占地面积骤减。 :/T\E\Qr  
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  特斯拉也曾在“Elon Musk”的带领下探索类似理念,推出Dojo超级计算机项目,尽管该项目后被内部叫停,但相关技术正在DensityAI等新兴企业传承发展。 rRq60A  
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  与此同时,半导体设备巨头Lam Research通过旗下Multibeam Corp.推进“多列电子束光刻”技术,为突破掩膜极限、实现更大尺寸硅片加工铺平道路。 '3b\d:hN  
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  上述趋势表明,“微芯片时代”的主导地位或将让位于全新形态和架构的计算平台。随着晶圆级集成和新光刻技术不断成熟,“一机箱即一个数据中心”的未来正逐渐成为现实——这不仅挑战着长期占据主导地位的经济和技术模式,也预示着数字基础设施即将迎来一轮深刻变革。 h-P|O6@Ki