Chipleti: Revolucija u svijetu poluvodiča

Chipleti su značajan tehnološki inovativni koncept koji se sve više etablira na tržištu poluvodiča. Procjenjuje se da ukupno tržište čipleta dostiže impresivnih 40 milijardi dolara godišnje, a njihov značaj raste eksponencijalno s razvojem tehnologija poput umjetne inteligencije (AI) i visokih performansi računalstva (HPC).

Tvrtke poput TSMC-a, NVIDIA-e, AMD-a i Broadcom-a prepoznaju potencijal čipleta, koji čine oko 15% prihoda TSMC-a. Ovo tržište nije lako dostupno manjim igračima, jer se čipleti najviše koriste u visokokvalitetnim rješenjima namijenjenim velikim kompanijama.

Zašto su čipleti iznimno važni?

Unatoč tome što na tržištu postoje izazovi, čipleti su postali ključni dio AI infrastrukture. Čipleti se koriste u raznim uređajima — od procesora do FPGA-a i Appleovih računalnih čipova. Glavni razlozi zašto se koriste čipleti uključuju:

• Viša propusnost memorije: Korištenje HBM (High Bandwidth Memory) čipleta omogućuje veće brzine prijenosa podataka, čime se poboljšava ukupna učinkovitost rada s podacima.
• Bolji prinos: Kombiniranjem više manjih čipleta može se postići veći prinos i niži troškovi proizvodnje, bez potrebe za izradom jednog velikog čipa.
• Mješoviti procesni čvorovi: Stari i manje skupi procesni čvori mogu se koristiti za izradu komponenti koje ne zahtijevaju najsuvremenije tehnologije, čime se smanjuju troškovi.

Ekonomika čipleta

Chipleti koje razvijaju veliki igrači optimizirani su za silikonske interposore. Ovi interposori skup su dio tehnologije koji omogućuje multinivelsku povezanost čipova. Velike tvrtke su te koje mogu pokriti troškove razvoja i proizvodnje, zahvaljujući visokoj vrijednosti svojih proizvoda.

Međutim, za manje aplikacije, troškovi silikonskih interposora postaju prepreka. Velike tvrtke preuzimaju većinu proizvodnih kapaciteta, dok se drugim igračima otežava ulazak na tržište. U posljednje vrijeme postoje inicijative za stvaranje otvorenog ekosustava čipleta:

• DARPA i DOD od 2017. promiču razvoj čipleta s nekim dosadašnjim rezultatima.
• Tvrtke poput Alphawave i Credo nude Serdes čiplete korištene u različitim primjenama.
• ARM razvija arhitekturu čipleta koja omogućuje njihovu lakšu integraciju.
• Yorchip stvara biblioteku čipleta za izradu ASIC-a, surađujući s drugim proizvođačima.

Izazovi na putu ka interoperabilnosti

Unatoč trendovima stvaranja ekosustava, izazovi ostaju. Standardi su nejasni i promjenjivi, a potrebni su fizički i logički slojevi koji mogu osigurati interoperabilnost. Troškovi razvoja čipleta za raznolike aplikacije također su značajni, a tržišna potražnja mora rasti kako bi se investicije isplatile.

Kako tehnologija napreduje, očekuje se da će silicijski interposori postati jeftiniji, pritom otvarajući vrata masovnom tržištu. S obzirom na potrebu za čipletima koji su kompatibilni s standardnim pakiranjima, bit će važno razviti sučelja koja će omogućiti široku upotrebu i integraciju.

Suradnja velikih igrača

U budućnosti, očekuje se da će nekoliko velikih tvrtki razvijati čiplete prema vlastitim potrebama, a zatim dijeliti resurse i tehnologiju s drugim kompanijama. Primjeri suradnje već su na vidiku: NVIDIA planira opskrbiti GPU čiplete kompaniji MediaTek, dok Tenstorrent namjerava isporučiti AI čiplete LG-u za njihove proizvode.

Kombinacija čipleta od različitih dobavljača će, međutim, donijeti nove izazove, poput problema s interoperabilnošću i prinosom. Ove prepreke zahtijevat će godine rada na usklađivanju, ali potencijal je ogroman. S vremenom, industrija će razviti standardizirane pristupe koji će omogućiti plug-and-play interoperabilnost.