整體芯片尺寸減小。使用芯?？杀苊鈫纹O(shè)計(jì)方法增加芯片尺寸（面積）。在過去五年中，復(fù)雜芯片的芯片面積不斷增大，幾乎達(dá)到極紫外光刻的掩模版極限，即 858 平方毫米。對于數(shù)據(jù)中心使用的 GPU，這個問題變得尤為突出，因?yàn)楦蟮男酒叽缭试S容納更多晶體管，從而可以增強(qiáng)計(jì)算能力和處理能力。請記住，工藝的良率受缺陷密度（單位面積缺陷數(shù)量）的限制，較大的芯片更有可能包含一個或多個缺陷，因?yàn)樗鼈兏采w的面積更大。即使一個缺陷也會導(dǎo)致芯片無法正常工作。從長遠(yuǎn)來看，較小的芯片尺寸可以提高良率，從而降低成本。

雖然這種效應(yīng)是芯粒的一個重要優(yōu)勢，但汽車芯片預(yù)計(jì)在 2030 年代中期之前不會達(dá)到這樣的尺寸。相反，對于汽車垂直行業(yè)來說，樂高原（Lego principle）則更為重要。

樂高原則（或由標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的模塊化芯片設(shè)計(jì)）允許汽車 OEM 混合搭配現(xiàn)有設(shè)計(jì)池或庫中的組件，以滿足其特定需求。該原則的好處包括能夠重復(fù)使用組件。由于汽車行業(yè)的制造量低于其他細(xì)分市場（例如，每年汽車產(chǎn)量接近 1 億輛，而智能手機(jī)出貨量接近 15 億部），因此定制重復(fù)使用組件將提高目標(biāo)芯片設(shè)計(jì)的成本效率。其他好處包括加快新芯片的上市時間，通過選擇真正需要的組件提高可擴(kuò)展性，以及為加速器等專用芯片提供更多供應(yīng)商選擇。

調(diào)查顯示，汽車半導(dǎo)體價(jià)值鏈中的大部分受訪者（61%）表示，通過混合搭配或樂高原理設(shè)計(jì)最佳芯片的靈活性是業(yè)界采用芯粒的主要動機(jī)。降低總運(yùn)營成本和提高單個 IP 組件的產(chǎn)量被視為基于芯粒的設(shè)計(jì)的重要優(yōu)勢，但影響較?。?9%）。

生態(tài)系統(tǒng)對于 Chiplet 的成功至關(guān)重要。這些生態(tài)系統(tǒng)促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并營造了鼓勵 Chiplet 在不同垂直行業(yè)（例如數(shù)據(jù)中心和汽車）采用的環(huán)境。

UCIe 標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域最重要的進(jìn)步之一。自 2022 年 3 月發(fā)布第一個標(biāo)準(zhǔn) (UCIe 1.0) 以來，我們成立了一個汽車工作組，為標(biāo)準(zhǔn)的修訂做出了針對汽車的貢獻(xiàn)。

除了標(biāo)準(zhǔn)化之外，新興生態(tài)系統(tǒng)在促進(jìn)其采用方面也發(fā)揮著作用。例如，由獨(dú)立納米電子研發(fā)中心 Imec 贊助的汽車芯粒聯(lián)盟聚集了 50 多家汽車半導(dǎo)體價(jià)值鏈參與者，討論和交流汽車芯粒設(shè)計(jì)進(jìn)展的想法。

Chiplet 技術(shù)尚屬新興技術(shù)。OEM 必須考慮使用 Chiplet 的挑戰(zhàn)，尤其是在考慮系列部署時。

汽車就緒性（Automotive readiness）：為了滿足汽車就緒性，芯片設(shè)計(jì)必須滿足所有必需的設(shè)備和制造規(guī)范（例如 AEC-Q100 和 IATF 16949），并能承受惡劣環(huán)境，包括振動和溫度。與汽車制造相比，數(shù)據(jù)中心當(dāng)前的用例提供了更穩(wěn)定的環(huán)境和更少的挑戰(zhàn)。

互連標(biāo)準(zhǔn)化（Interconnect standardization）：如前所述，生態(tài)系統(tǒng)參與者應(yīng)考慮制定一個共同的標(biāo)準(zhǔn)，以便可以組合設(shè)計(jì)。目前，行業(yè)內(nèi)的大型參與者正在組建不同的聯(lián)盟和標(biāo)準(zhǔn)。一個全球性的、被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)對于實(shí)現(xiàn)樂高原則的理念至關(guān)重要。

采用新的開發(fā)模式和開放性（Adoption of new development paradigms and openness）：為了確保成功采用芯粒，價(jià)值鏈上的各參與者（知識產(chǎn)權(quán)、代工廠、集成設(shè)備制造商和封裝）可以尋求新的合作模式。雖然所有參與者都認(rèn)為這是關(guān)鍵要素，但可能難以及時實(shí)現(xiàn)。這在一定程度上是由于知識產(chǎn)權(quán)方面的挑戰(zhàn)以及有關(guān)責(zé)任的懸而未決的問題，例如確定哪一方將負(fù)責(zé)芯片的整體可靠運(yùn)行，而各方都提供其構(gòu)建模塊。從驗(yàn)證和確認(rèn)的角度來看，價(jià)值鏈參與者認(rèn)為混合搭配的“商店”芯粒創(chuàng)建方法是不切實(shí)際的。

價(jià)值鏈中的大多數(shù)高層領(lǐng)導(dǎo)預(yù)計(jì)，未來十年內(nèi)，芯粒將得到更廣泛的采用。在調(diào)查中，48% 的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者預(yù)計(jì)，汽車應(yīng)用的芯粒將在 2027 年至 2030 年之間出現(xiàn)，而 38% 的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者則預(yù)測將在 2030 年至 2035 年之間出現(xiàn)。只有 8% 的人預(yù)計(jì)該技術(shù)將更快地發(fā)展，即在 2025 年至 2027 年之間。考慮到汽車行業(yè)的整體增長和發(fā)展時間，這種延遲并不令人意外。

此外，預(yù)計(jì)芯片的過渡將是漸進(jìn)的。雖然樂高原則很有吸引力，但第一批芯片設(shè)計(jì)很可能是同質(zhì)的。在這些設(shè)計(jì)中，知識產(chǎn)權(quán)模塊將來自同一供應(yīng)商，并使用專有或既定標(biāo)準(zhǔn)，例如外圍組件互連快速 (PCIe)。下一步很可能是使用來自外部一方的構(gòu)建塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，這也有助于解決責(zé)任問題。真正的異構(gòu)設(shè)計(jì)，具有真正的多供應(yīng)商或多技術(shù)節(jié)點(diǎn)大小組合，很可能在 2030 年代中期及以后出現(xiàn)。

基于芯片的設(shè)計(jì)的重要性顯而易見，因?yàn)樗鼈冊试S芯片在計(jì)算需求增加時繞過現(xiàn)有界限，同時保持成本效益。一旦芯片生態(tài)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)得以實(shí)現(xiàn)，利益相關(guān)者就應(yīng)該量化當(dāng)前應(yīng)用場景的收益和機(jī)會。

融合芯片和芯粒對整個汽車半導(dǎo)體價(jià)值鏈參與者的影響