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突破!华为“四芯片封装”专利曝光,或可赶超英伟达


发布日期:2025-06-24 18:30    点击次数:150

据Tomshardware报道,华为近期已申请一项“四芯片”(quad-chiplet)封装设计专利,可能用于下一代AI芯片昇腾910D。

这项技术被外界解读为华为应对美国技术封锁的“杀手锏”——通过多芯片堆叠与桥接技术,绕过先进制程限制,打破台积电与英伟达AI芯片的领先地位。

核心技术

桥接替代中介层:不同于传统中介层(如台积电CoWoS-L)的单一连接,华为采用分布式桥接架构,将四颗昇腾910B芯片(单颗面积665平方毫米)通过高密度互连整合,总封装面积达4020平方毫米,相当于五个EUV光罩尺寸。(桥接架构是一种通过专用接口或芯片,将不同功能模块(如CPU、GPU、存储芯片)高效连接的技术。它像城市中的立交桥,让数据在不同芯片间“分道行驶”,避免拥堵。)

HBM堆叠赋能:每颗芯片搭配四组HBM高带宽内存,四芯片组共集成16颗HBM,显著提升AI训练效率。尽管制程落后一代,但通过封装整合,算力可逼近甚至超越英伟达H100。(HBM(高带宽内存)将多层DRAM芯片像叠叠乐一样垂直堆叠,通过硅通孔(TSV)技术穿透各层,实现高速直连。)

这一设计背后,是华为对“算力=芯片数量×效率”公式的重新诠释。任正非曾公开表示:“芯片问题不必担心,用叠加与集群等方法能让计算结果与最先进水平相当。”

如今,专利的曝光印证了华为正将这一理念落地。

行业变局:封装技术能否改写游戏规则?

1. 制程封锁下的“中国方案”

美国对华先进制程设备的禁运,迫使中国厂商转向成熟工艺(28nm及以上)。华为的封装技术,通过“成熟制程芯片集群化”,将多颗芯片的算力叠加,巧妙规避了EUV光刻机的依赖。业界测算,四芯片封装后的昇腾910D性能或比单颗910B提升3-4倍,接近英伟达下一代GPU水平。

2. 架构之争:横向扩展VS纵向迭代

英伟达与AMD的路线是纵向提升单芯片性能(如H100的4nm工艺),而华为选择横向扩展多芯片算力。这种差异源于应用场景:

华为:AI训练需大规模并行计算,多芯片集群更易扩展算力;

英伟达:能效比优先,单芯片高集成度更适合消费级市场。

3. 成本与生态的双重挑战

尽管封装技术降低了制程门槛,但多芯片集成面临散热、功耗、良率等难题。此外,软件生态适配(如CUDA替代方案)仍需突破。不过,华为已通过昇腾生态积累开发者资源,为技术落地铺路。

战略深意:一场“非对称竞争”

1. 能源与市场的中国底气

黄仁勋曾解读任正非的“叠加论”:“中国能源充足,可通过更多芯片解决AI算力需求。”

这一观点暗含现实逻辑——在数据中心与超算领域,中国庞大的能源与基建投入可为多芯片方案提供支撑。

2. 产业链自主可控的加速器

若四芯片封装技术量产,将重塑全球半导体分工:

上游:中芯国际等成熟代工厂需求激增;

下游:封装环节(如长电科技)或成技术高地;

终端:国产AI芯片在服务器、超算市场的份额有望提升。

3. 对台积电的“隐形威胁”

台积电的CoWoS技术长期主导高端封装市场,但华为的桥接方案若实现低成本量产,或将分流部分客户。尤其对于AI芯片厂商而言,多芯片方案可避免被单一代工厂“卡脖子”。

未来之路:从技术突破到生态重构

华为的野心不止于芯片性能。其终极目标或是构建“中国标准”的AI算力体系:

技术迭代:从四芯片向更多芯片堆叠演进,探索异构计算;

生态联盟:联合国产AI框架(如MindSpore)、操作系统(如鸿蒙),打造全栈自主生态;

全球竞争:以“性价比+本土化服务”争夺海外市场,打破英伟达的垄断。

结语

华为的“四芯片封装”专利,既是对技术封锁的反击,也是对半导体行业底层逻辑的重构。它证明:在摩尔定律逼近极限的今天,创新未必始于硅片,也可能诞生于封装与架构的突破。

正如任正非所言:“芯片问题本质是方法论问题。”

当然,我们还需耐心等待实际落地,因为并非所有专利申请最终都会转化为实际产品。

本文部分技术细节参考自公开专利及行业分析,不代表企业官方表述。