ชิปขนาดเล็กอนาคตที่ยิ่งใหญ่ - ขนาดตลาดของ "ชิปขนาดเล็ก" จะสูงถึง 5.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในอีกห้าปีข้างหน้า

ในความเป็นจริง แนวคิดเรื่องชิปมีมาหลายปีแล้ว ด้วยเทคโนโลยีการเชื่อมต่อโครงข่ายและบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงที่ครบกำหนด ผู้คนจึงให้ความสนใจกับมันมากขึ้นเรื่อยๆ Chiplets สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นบล็อกซิลิคอนพิเศษหรือบล็อก IP ที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยกระบวนการออกแบบและการผลิต ซึ่งทำให้มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อเพิ่มผลผลิตและลดต้นทุนให้เหลือน้อยที่สุด ท้ายที่สุดแล้ว เมื่อชิป 7Nm มีราคาแพง ก็ถึงเวลาต้องหาทางแก้ไข กฎของมัวร์! ยุคของชิปเล็กๆกำลังมา 55 ปีที่แล้ว กฎของมัวร์ ซึ่งถือเป็น "คัมภีร์" ของอุตสาหกรรมชิป ทำนายว่าเมื่อราคาไม่เปลี่ยนแปลง จำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถรองรับบนวงจรรวมจะเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ 18-24 เดือน และ ประสิทธิภาพก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเช่นกัน การเกิดขึ้นของกฎของมัวร์ในปีนั้นได้กำหนดเกณฑ์มาตรฐานที่สำคัญสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยี เป็นตัวเร่งความเจริญรุ่งเรืองของตลาดเทคโนโลยี และนำมูลค่าทางเศรษฐกิจอย่างมหาศาลมาสู่อุตสาหกรรมไอทีทั้งหมด การใช้โหนดขั้นสูงมีข้อดีหลายประการ เช่น ความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์ที่สูงขึ้น พื้นที่น้อยลง ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น และพลังงานที่ลดลง แต่ความท้าทายกลับกลายเป็นเรื่องยากที่จะเอาชนะ ด้วยขนาดที่เล็กมาก คอขวดทางกายภาพของชิปก็จะยิ่งยากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เมื่อโหนดขั้นสูงเคลื่อนไปสู่ ​​10 นาโนเมตร 7 นาโนเมตร และ 5 นาโนเมตร ปัญหาไม่ได้เป็นเพียงอุปสรรคทางกายภาพอีกต่อไป ยิ่งมีการพัฒนาโหนดมากเท่าใด ต้นทุนการย่อขนาดก็จะยิ่งสูงขึ้น และบริษัทออกแบบก็จะรับภาระทางเศรษฐกิจน้อยลงเรื่อยๆ ชิปตัวเล็กอนาคตไกล! ขนาดตลาดของ "ชิปขนาดเล็ก" จะสูงถึง 5.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในอีกห้าปีข้างหน้า ตามรายงานสาธารณะ ต้นทุนการออกแบบโหนด 28 นาโนเมตรอยู่ที่ประมาณ 50 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ในขณะที่ต้นทุนการออกแบบรวมของโหนด 5 นาโนเมตรเพิ่มสูงขึ้นกว่า 500 ล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือเทียบเท่ากับกว่า 3.5 พันล้านหยวน การปฏิบัติตามกฎของมัวร์เป็นเรื่องเกี่ยวกับการเพิ่มผลกำไรสูงสุด หากไม่สามารถลดต้นทุนด้านการวิจัยและพัฒนาและการผลิตได้ จะเป็นภาระทางเศรษฐกิจที่ไม่ดีสำหรับยักษ์ใหญ่ชิปและสตาร์ทอัพ โชคดีที่เมื่อใดก็ตามที่กฎของมัวร์ถูกประณามและจะสิ้นสุดลง กฎดังกล่าวจะสร้างแรงบันดาลใจให้กับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรในการคิดค้นแนวคิดใหม่ๆ อยู่เสมอ หยิบยกเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำเข้ามาเพื่อพลิกกระแส และผลักดันกฎของมัวร์ที่ดูเหมือนจะกำลังจะสิ้นสุดลงในระยะไกลอีกครั้ง และอีกครั้ง. การออกแบบโมดูลาร์ที่ใช้ชิปขนาดเล็กเป็นแนวคิดสำคัญในการแก้ปัญหาต้นทุนชิปขนาดเล็กสามค่า: การพัฒนาอย่างรวดเร็ว ต้นทุนต่ำ และมัลติฟังก์ชั่น ในโหมดการออกแบบชิปปัจจุบัน มักจะซื้อ IP แบบซอฟต์คอร์หรือ IP แบบฮาร์ดคอร์จากซัพพลายเออร์ IP ต่างๆ รวมกับโมดูลที่พัฒนาตนเองเพื่อสร้างระบบบนชิป (SOC) จากนั้นชิปจะผลิตที่โหนดกระบวนการผลิต ด้วยเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง ชิปขนาดเล็กสามารถบูรณาการสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกัน โหนดกระบวนการที่แตกต่างกัน และแม้กระทั่งบล็อกซิลิคอนพิเศษหรือบล็อก IP จากโรงงานรุ่นต่างๆ พวกเขาสามารถข้ามการสตรีมและปรับแต่งผลิตภัณฑ์ซุปเปอร์ชิปได้อย่างรวดเร็วซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการด้านการทำงานที่หลากหลาย เมื่อเปรียบเทียบกับชิปตัวเดียว ประโยชน์ของชิปขนาดเล็กนั้นมีหลายประการ ประการแรก การพัฒนาชิปขนาดเล็กจะเร็วขึ้น ในระบบคอมพิวเตอร์ เช่น เซิร์ฟเวอร์ พลังงานและประสิทธิภาพถูกครอบงำโดยคอร์ CPU และแคช ด้วยการรวมหน่วยความจำและอินเทอร์เฟซ I/O ไว้ในชิป I/O ตัวเดียว จึงสามารถลดความล่าช้าของคอขวดระหว่างหน่วยความจำและ I/O ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ ประการที่สอง ต้นทุนการวิจัยและพัฒนาชิปขนาดเล็กต่ำกว่า เนื่องจากชิปขนาดเล็กประกอบด้วยโมดูลชิปที่แตกต่างกัน นักออกแบบจึงสามารถเลือกเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดในชิ้นส่วนการออกแบบเฉพาะ และเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่และราคาถูกในส่วนอื่นๆ เพื่อประหยัดต้นทุนโดยรวม ตัวอย่างเช่น เซิร์ฟเวอร์โปรเซสเซอร์ epyc รุ่นที่สองของ AMD ryzen ใช้การออกแบบชิปขนาดเล็กเพื่อรวมโมดูล CPU ที่ผลิตโดยกระบวนการ TSMC 7Nm ขั้นสูงกว่าเข้ากับโมดูล I / O ที่ผลิตโดยกระบวนการ grofangde 12 / 14nm ที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้น 7Nm สามารถตอบสนองความต้องการพลังการประมวลผลระดับสูง และ 12 / 14nm ช่วยลดต้นทุนการผลิต ข้อดีของสิ่งนี้คือพื้นที่ชิปของกระบวนการ 7Nm ลดลงอย่างมาก และการนำโมดูล I/O ที่ครบกำหนดมากขึ้นมาใช้จะช่วยเพิ่มผลผลิตโดยรวมและลดต้นทุนการหล่อเวเฟอร์อีกด้วย โดยรวมแล้ว ยิ่งมีแกน CPU มากเท่าใด ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนของการรวมชิปขนาดเล็กก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น ในที่สุด ชิปขนาดเล็กก็สามารถตอบสนองความต้องการด้านการทำงานที่แตกต่างกันได้อย่างยืดหยุ่น ในอีกด้านหนึ่ง รูปแบบชิปขนาดเล็กมีความสามารถในการปรับขนาดที่ดี ตัวอย่างเช่น หลังจากสร้างแม่พิมพ์พื้นฐานแล้ว มีเพียงแม่พิมพ์เดียวเท่านั้นที่สามารถนำไปใช้กับแล็ปท็อป สองแม่พิมพ์สำหรับเดสก์ท็อป และสี่ชิ้นสำหรับเซิร์ฟเวอร์ ในทางกลับกัน ชิปขนาดเล็กสามารถทำหน้าที่เป็นตัวประมวลผลที่แตกต่างกันและรวมองค์ประกอบการประมวลผลที่แตกต่างกัน เช่น GPU, กลไกความปลอดภัย, ตัวเร่งความเร็ว AI และตัวควบคุม Internet of Things ไว้ในจำนวนเท่าใดก็ได้ เพื่อให้มีตัวเลือกการเร่งความเร็วที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นสำหรับข้อกำหนดการใช้งานที่หลากหลาย

ด้วยการค่อยๆ เกิดขึ้นของข้อดีของชิปขนาดเล็ก อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงและบูรณาการในระดับสูง เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์, SOC, GPU และอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLD) ก็ได้ถูกนำมาใช้ ตามสถิติของสถาบันวิจัย ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นกลุ่มตลาดชิปขนาดเล็กที่ใหญ่ที่สุด ส่วนแบ่งการตลาดของไมโครโปรเซสเซอร์ที่รองรับชิปขนาดเล็กคาดว่าจะเพิ่มขึ้นจาก 452 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2561 เป็น 2.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2567 ในขณะเดียวกัน สาขาการประมวลผลจะกลายเป็นตลาดแอปพลิเคชันหลักของชิปขนาดเล็ก ซึ่งคาดว่าจะคิดเป็น 96 % ของรายได้รวมของชิปขนาดเล็กในปีนี้ การคาดการณ์ตลาด จากการวิจัยตลาด "ชิปขนาดเล็ก" ถูกนำมาใช้โดยอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงและบูรณาการสูง ตัวอย่างเช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ (MPU) อุปกรณ์ระบบบนชิป (SOC) หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) และอุปกรณ์ลอจิกโปรแกรมได้ (PLD) โดยเฉพาะ MPU ได้รับความนิยมมากที่สุด แม้ว่าเราจะคำนวณเฉพาะตลาด "ชิปขนาดเล็ก" ที่ใช้ MPU เท่านั้น แต่จะมีมูลค่าถึง 2.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2567 "ชิปขนาดเล็ก" จะกลายเป็นโปรเซสเซอร์แอปพลิเคชันที่รวมกราฟิก ระบบรักษาความปลอดภัย การเร่งความเร็วของปัญญาประดิษฐ์ (AI) และอินเทอร์เน็ตที่ใช้พลังงานต่ำ of Things (IOT) ในอีกสี่ปีข้างหน้า ซึ่งจะเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในตลาดที่มีมูลค่า 5.8 พันล้านดอลลาร์ จากการวิเคราะห์ของผู้ที่เกี่ยวข้องในอุตสาหกรรม: "ตั้งแต่นักพัฒนาซอฟต์แวร์ไปจนถึงนักออกแบบระบบไปจนถึงนักลงทุนด้านเทคโนโลยี เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ทุกคนพึ่งพาตารางเวลาสองปีที่กำหนดโดยกฎของมัวร์ ด้วยการถือกำเนิดของชิปขนาดเล็ก ธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์ และธุรกิจต่างๆ ที่ใช้ชิปขนาดเล็ก ตอนนี้มีโอกาสที่จะกลับไปสู่อัตราการเติบโตตามปกติ ซึ่งนำมูลค่าทางเศรษฐกิจมหาศาลมาสู่อุตสาหกรรมเทคโนโลยีทั้งหมด"