芯粒致力于为人工智能和高性能计算环境提供更加灵活、可扩展和高效的系统，同时提高良品率。
德勤预测，基于“芯粒”（当今最先进系统级封装（SiP）的构建模块）的全球先进封装技术收入将从2021年的约70亿美元增至2025年的160亿美元，增长超过一倍。
与依赖印刷电路板（PCB）上独立互连芯片的传统架构相比，芯粒可实现高速数据传输，降低延迟，优化PPA（功耗、性能和面积），甚至扩展摩尔定律。
芯粒通常在一些高速增长的市场中进行应用和探索，如人工智能加速器（特别是生成式人工智能）、高性能计算（HPC）和电信应用。
什么是芯粒（chiplet）？芯片与芯粒有何区别？
芯片制造商一般使用直径300毫米的硅晶片（约70,000平方毫米）来制造单片晶粒（Die），其封装之后我们称之为“芯片”。
高端先进芯片的尺寸一般为20毫米*20毫米（或400平方毫米），因此每个300毫米晶圆可切割晶粒数约为175个。
但芯粒并非单片芯片——它是一种异构架构，其中更小的晶粒以类似单片晶粒的方式封装在一起工作。另外，这些晶粒和模块可以来自不同的芯片制造商。
为何当前芯粒如此重要？
芯粒早在上世纪80年代就已经出现。但直到过去四五年间，行业才开始重新关注芯粒，并开始大规模进入该领域，其中主要原因在于前沿制造节点亟需提高产量。
随着行业发展日益接近摩尔定律的物理极限，先进芯片的制造变得越来越具挑战性。但芯粒的出现推动了半导体的微型化发展，采用系统级封装技术（SiP）的芯片，其性能可与使用单片晶粒设计的传统系统级芯片（SoC）相媲美。
芯片越小、越复杂（如5纳米和3纳米的先进制程节点），在300毫米晶圆上的缺陷率就越高，进而可能影响良率。21800平方毫米左右的晶粒用于制造3纳米或5纳米工艺的最先进人工智能芯片，在采用传统单片方法组装和封装时可能只有50-55%的良率，缺陷密度为每平方厘米0.1个缺陷。
在此情况下，成熟的90纳米和130纳米半制程节点的正常良率在90-95%左右。为解决这一难题，芯粒将多个尺寸更小、良率更高的芯片集成为一个整体运行系统，即将180平方毫米尺寸（良率达95%）的小晶粒使用基于芯粒的架构进行封装，能够实现以更低的成本制造出更高效、更强大的人工智能处理器，同时提高产品/功能的灵活性和可配置性，满足不断变化的市场需求。
随着芯粒应用日益广泛，业内参与者正在寻找更多创新方法来改进设计制程，提高连接速度和带宽，改善能效。例如，业界正在研究数字孪生技术，以逐步模拟和可视化复杂的设计制程，包括芯粒的移动或交换技术，以衡量和评估多芯粒系统的性能。
部分公司引入了一系列在芯片上组装和堆叠分立元件的互连技术，提高了传统大尺寸单片设计效率。
此外，玻璃是一种更灵活、可扩展的有机基板，且在热传导性和每瓦性能方面更加优越，因此业内还在持续研发，探索将玻璃用作芯粒封装基板以用于满足高性能计算和人工智能环境的需求。
行业甚至在探索利用光子学（利用光进行数据传输）作为提供光输入/输出（I/O）的互连解决方案，特别是用以满足HPC和AI工作负载的需求。该项技术可进行高能效和高速度的数据传输与处理（详见“硅光子”的相关预测章节）。
但与此同时，芯粒架构仍面临着独特的挑战。例如，通过薄基板连接的多个晶粒堆叠会产生热管理问题，导致潜在的电路故障和功率损耗。此外，随着更多的知识产权集成到这些复杂的封装中，从各地区不同供应商处采购组件或会增加网络攻击的风险，并使底层系统面临新的安全威胁。
全球芯粒发展已进入"战略相持期"——美国主导设计架构，东亚控制制造产能，欧洲专注细分场景。中国企业若能把握"成熟制程+先进封装"的组合创新窗口，有望在2025-2027年实现局部突破，但需警惕测试设备、基板材料等新出现的供应链风险点。未来三年，该领域的竞争本质将是"标准话语权"与"生态完备性"的双重较量。
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