【中国计算机学会】集成芯片与芯粒技术白皮书

集成电路是现代信息技术的产业核心和基础。随着信息技术的不断发展，人工智能、自动驾驶、云计算等应用通常要分析和处理海量数据，这对计算装置的算力提出了全新的要求。例如，在人工智能领域，人工智能大模型的算力需求在以每3-4个月翻倍的速度增长。然而，集成电路设计遇到“功耗墙”、“存储墙”、“面积墙”，传统集成电路尺寸微缩的技术途径难以推动算力持续增长。另一方面，在“万物智能”和“万物互联”的背景下，产业应用呈现出“碎片化”特点，需要探索新的芯片与系统的设计方法学，满足应用对芯片敏捷设计的要求。

本技术白皮书邀请了集成芯片与芯粒领域的优势研究力量，详实分析了集成芯片的技术途径和国内外发展现状，总结了我国在集成芯片领域的基础优势和面临的挑战，希望能够为技术规划、技术攻关、产业政策等提供参考。

本白皮书阐述了集成芯片与芯粒的内涵、集成芯片架构与电路设计技术、集成芯片EDA和多物理场仿真技术、集成芯片的工艺原理，最后介绍了集成芯片的设计挑战与机遇。具体结构如下：

第一章介绍了发展集成芯片和芯粒的重要意义以及本技术白皮书的内容。

第二章概述了集成芯片与芯粒的内涵。

第三章分析了集成芯片架构与电路设计技术，详细阐述集成芯片设计方法、多芯粒并行架构、芯粒互连接口协议以及芯粒间高速接口电路等关键技术。

第四章分析了集成芯片EDA和多物理场仿真的相关技术，包括集成芯片布局布线EDA、芯粒尺度的电-热-力多场耦合仿真以及集成芯片的可测性与测试技术。

第五章分析了集成芯片的工艺原理，包括RDL/硅基板（Interposer）制造工艺、高密度凸点键合和集成工艺、基于半导体精密制造的散热工艺等。

第六章讨论了集成芯片的设计挑战与机遇，为未来集成芯片的发展提供参考路径。

在高性能芯片发展受制的背景下，从我国的产业现状出发，发展集成芯片——这条不单纯依赖尺寸微缩的新路径，是我国集成电路领域的重要的发展方向。本白皮书希望学术界和产业界更广泛而深入地了解集成芯片和芯粒技术，共同推进集成芯片技术蓬勃发展。