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Chiplet 落地的隐形门槛:D2D 互连的信号完整性难题

发布时间:2026-08-21 16:19:14

D2D就是封装内部芯粒之间的通信通道。跟咱们熟悉的PCIe、以太网完全不是一回事——那些是板级或机箱级别的长距互连,D2D只跑5~20mm,在封装基板上完成数据传输。

先进制程走到3nm、2nm,单片大芯片的流片成本已经高到离谱,良率还往下掉。行业给出的解法是Chiplet——把大芯片拆成若干功能芯粒,各自用最适合的工艺做,再封装在一起。这套架构能不能跑通,全看D2D(Die-to-Die)互连技术。

D2D就是封装内部芯粒之间的通信通道。跟咱们熟悉的PCIe、以太网完全不是一回事——那些是板级或机箱级别的长距互连,D2D只跑5~20mm,在封装基板上完成数据传输。

 

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D2D和传统互连到底差在哪?

传统SerDes方案跑长链路,需要复杂的编解码、时钟同步、信号均衡,功耗和时延都高。D2D针对封装内的短距场景,完全不用这套打法:

传输距离短,没有长距损耗压力

省掉复杂SerDes架构,时延压到纳秒级

靠微凸点阵列并行推数据,带宽密度吊打传统接口

功耗能降到亚pJ/bit级别

针对封装走线的微小skew和串扰做专项优化

 

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两条技术路线,选哪个?

目前行业所有D2D方案,归根到底就是两条路。

 

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第一条是并行源同步,代表是BoW(OCP开源)、Intel AIB、OpenHBI。核心思路是“低速多线、并行堆叠”,不走SerDes,靠大量单端数据线+同步时钟硬堆带宽。优点是时延极低、功耗极小,普通有机封装就能跑;缺点是Bump消耗大,并行通道的skew管控难度高,基本只能自家芯粒配对用。适合自研AI芯片。

第二条是高速串行,代表就是UCIe。沿用差分SerDes架构,配套完整协议栈,兼容PCIe/CXL,主打跨厂商互通。优点是协议成熟、生态完善,谁家芯粒都能接;缺点是多了编解码和SerDes功耗,时延也比并行方案略高。适合多厂商异构集成。

 

工程上真正头疼的问题

 

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并行方案最麻烦的是时序skew——几百条单端并行线,走线长度、介质厚度、Bump寄生差异一累积,时序偏移就会导致采样错误。加上大规模信号同时翻转产生的SSN同步开关噪声,电源干扰严重,得靠DBI编码来救。

串行方案这边,高频信号完整性是主要矛盾。损耗、串扰、阻抗不连续、谐振失真,一个都不能忽略。还得适配PCIe/CXL协议栈,链路训练和均衡调试的复杂度远高于纯PHY层方案。

 

选型建议(工程落地版)

自研AI加速器、内部芯粒拆分→BoW,低时延低功耗,成本可控

多厂商异构芯粒集成→UCIe,通用性强,生态兼容性好

Intel体系内自研→AIB,工艺成熟,量产稳

 

趋势方向

并行路线在优化skew和Bump效率,串行路线在往下压SerDes功耗和时延。光电融合D2D、混合键合超短距互连也在逐步落地,进一步突破电互连的带宽天花板。

 

最后说句实在话

无论走哪条D2D路线,封装基板上的高速信号完整性都是绕不过去的坎。走线阻抗怎么控、skew怎么匹配、SSN噪声怎么隔离,这些直接决定了芯粒能不能稳定跑起来。

一博PCB板厂在封装级基板和高频高速PCB领域有多年积累,无论是并行路线的等长匹配与skew管控,还是串行路线的阻抗连续性与损耗控制,都能提供从仿真到量产的完整支持。如果大家在Chiplet方案的PCB/基板设计上遇到信号完整性难题,欢迎来交流。

 

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特别声明:本文部分内容由AI生成,仅为行业技术参考,不构成专业商用指导与投资依据。