2022年3月,蘋果(Apple)於春季發表大會推出號稱「全球最強大的怪物型電腦晶片」M1 Ultra,再度引爆半導體對小晶片(Chiplet)的關注。蘋果資深硬體技術副總裁 Johny Srouji更指出:「M1 Ultra 是一款開創新局的Apple晶片,將再次震撼個人電腦產業。」
業界專家表示,M1 Ultra的小晶片設計,簡單來說就是將2顆CPU連在一起,發揮加乘的運算處理效果。其實,早在2020年超微(AMD)就開發了CCD(Core Chiplet Die)小晶片,採用7奈米製程,讓小晶片數量可以隨市場需求增減,例如用於伺服器的搭配8顆處理器,而桌機則用2顆處理器。
「這種高彈性的設計配置,不僅能加快晶片開發速度,更能大幅降低研發成本。」力成科技執行長謝永達向本刊表示。根據超微官方資料顯示,在14奈米的情況下,以小晶片生產的成本,相較於系統單晶片(SoC)設計方式,可節省近50%。
日月光研發副總洪志斌補充,使用小晶片主要目的在提升整體表現(如晶圓良率及成本),將原本單一面積很大的多核心晶片拆分成多個面積較小的晶片,這樣的作法不僅可減少單一過大面積的晶片成本,由於小晶片的良率較好,能整合出更經濟且高效能的產品。正因如此,IC設計業者對小晶片的興趣與接受度越來越高,尤其是一線IC設計業者。
舉例來說,全球排名前5大的IC設計大廠中,就有超微、高通(Qualcomm)、輝達(NVIDIA)、聯發科4家陸續投入小晶片開發設計,其中,超微更是率先推出商用小晶片的IC設計大廠;法人報告指出,聯發科也預告其HPC產品將朝向小晶片架構發展,預計2023年上市。
深入分析,超微用小晶片作為反超老對手英特爾(Intel)的祕密武器,蠶食x86市場,市占率從2018年僅有10%多,一路狂飆到2022第一季的27.7%,創歷史新高;不僅如此,蘋果、谷歌(Google)、微軟(Microsoft)、Meta(前身為臉書Facebook)、亞馬遜(Amazon)等不同領域的科技巨擘,也紛紛喊出自研晶片規劃,以利產品或服務差異化,此舉勢必進一步動搖英特爾處理器霸主的地位。
「雖然x86架構預期在筆電處理器中仍將占據主流,但蘋果內部自研處理器的轉變,標誌著此格局將發生重大改變。」外商System Plus Consulting技術與成本分析師Ying-Wu Liu一語道破處理器市場的現況。
據Transparency Market Research報告指出,2020年全球小晶片市場規模為一1.1億美元,預計2031年市場規模上看472億美元,年複合成長率(CAGR)上看40.9%;主要成長動能來自全球消費電子產業對小晶片的需求上升,以及HPC運算需求。
眼看晶片、雲端及系統廠相繼投入小晶片拓展市場,CPU老大哥英特爾也不得不放下身段,跳下來加入小晶片戰局,鞏固龍頭地位。