Китайские компании, занимающиеся производством ИИ-чипов, все чаще используют технологию 3D-стекинга в качестве стратегической замены модернизации передовых технологических узлов. Это происходит на фоне столкновения отрасли с физическими пределами масштабирования плоских чипов и ограниченным доступом к передовому производству из-за экспортного контроля США.
Преодоление ограничений памяти
Так называемая «стена памяти», которая возникает, когда пропускная способность и объем памяти не успевают за экспоненциальным ростом параметров моделей ИИ, вынудила отрасль выйти за рамки возможностей стандартных технологий 2.5D-упаковки, таких как CoWoS от TSMC. Эти плоские решения сталкиваются с фундаментальными ограничениями в маршрутизации ресурсов, плотности интеграции и уменьшении площади чипа для высокопроизводительных рабочих нагрузок ИИ.
Применение 3D-стекинга в Китае
Несколько китайских чипмейкеров активно внедряют решения 3D-стекинга для получения конкурентного преимущества. Компания Tsingway разрабатывает ИИ-чипы нового поколения с использованием гетерогенного 3.5D-стекинга. Эта архитектура сочетает переконфигурируемые вычислительные чиплеты с вертикально расположенной DRAM в пространственной структуре «четыре полосы вычислений плюс четыре слоя хранения», что значительно повышает пропускную способность данных и плотность вычислений.
Suanmiao Technology представила свой чип A4E TokenPU, который имеет восемь слоев накопительной пластины, вертикально расположенных над вычислительной логикой. Благодаря межсоединениям TSV и микро-бумпа, этот чип достигает пропускной способности памяти в 16 ТБ/с. Lingchuan Technology, отделившаяся от Kuaishou, разработала чип с полностью отечественной технологией 3D-стекинга и новаторской архитектурой 3D-памяти рядом с процессором. Этот чип основан на модели SL200, которая уже продана около 100 000 единиц таким компаниям, как Alibaba Cloud, Baidu Cloud и Bilibili.
Другие разработки и вызовы
Архитектура Zixuan от Unisplendour фокусируется на 3D-DRAM с целевой пропускной способностью памяти 30 ТБ/с и режиме вычислений с памятью рядом (PNM). В свою очередь, Intellifusion занимается разработкой чипов для инференса с 3D-стекированной памятью для обеспечения более высокой пропускной способности и снижения задержки доступа. Несмотря на то, что остаются серьезные проблемы — включая управление тепловыделением для стекированных кристаллов, превышающее 350 Вт и требующее жидкостного охлаждения, улучшение выхода гибридного соединения и ограниченность отечественных EDA-инструментов для 3D-проектов — внедрение 3D-стекинга знаменует собой стратегический сдвиг для китайских полупроводниковых фирм. Это открывает путь к увеличению вычислительной производительности независимо от прогресса технологического узла в условиях ограниченного доступа к передовым производственным технологиям.