🧱 2.1 チップレット化の背景と技術潮流
2.1 Background and Technological Trends of Chiplet Integration
🔰 なぜチップレットなのか？
🔰 Why Chiplet?
SoC（System-on-Chip）による高集積化は長らく主流でしたが、以下のような限界が現れつつあります。
Monolithic SoCs have long been mainstream, but several limitations have emerged:
| 🛠️ 課題 / Challenges | 🧾 説明 / Description |
|---|---|
| 製造コストの急増 Increasing Manufacturing Cost |
微細化によりEUV装置導入や歩留まり低下に伴いコストが急増。 Advanced nodes require costly EUV tools and suffer from yield loss. |
| リスクの集中 Risk Centralization |
巨大SoCではリスピン時の損失が大きく、製品化遅延に直結。 Single-chip failures result in expensive respins and delays. |
| プロセス適合性のトレードオフ Process Incompatibility |
高速ロジックと高精度アナログを同時に最適化するのが困難。 Hard to co-optimize logic, analog, RF, and memory in one die. |
➡ 機能分離・再利用性・リスク分散を可能にする チップレット（Chiplet） という選択肢が登場。
➡ Chiplet architecture enables modularization, reuse, and risk mitigation.
🔧 チップレット技術の要素
🔧 Key Elements of Chiplet Technology
| 🧩 項目 / Element | 🧾 内容 / Description |
|---|---|
| 構成単位 Chiplet Units |
機能ごとに分割された複数の小型ダイ Multiple small dies each handling a specific function |
| 接続手法 Interconnection |
インターポーザ、μバンプ、Hybrid Bondingなどの高密度接続 High-density links such as interposers, μ-bumps, TSVs, hybrid bonding |
| 設計思想 Design Philosophy |
再利用可能なIPチップレット化・異種混載・歩留まり改善 Optimized for reuse, heterogeneous integration, and better yield |
🌐 代表的な実装例（後節に詳細）
🌐 Representative Implementations (Detailed Later)
| 🏢 企業 / Company | 🔬 技術 / Technology | 🧪 製品例 / Example Products |
|---|---|---|
| AMD | Infinity Fabricによるマルチダイ接続 Multi-die via Infinity Fabric |
Ryzen, EPYC |
| Intel | Foveros（3D）＋EMIB（2.5D） Foveros + EMIB |
Lakefield, Ponte Vecchio |
| Apple | UltraFusionによる大規模チップ結合 Large-scale die bridging with UltraFusion |
M1 Ultra |
🌀 技術潮流と今後の動向
🌀 Trends and Future Directions
| 📅 年代 / Era | 🚀 トレンド / Trend | 📝 備考 / Remarks |
|---|---|---|
| 〜2020 | モノリシックSoC主流 Monolithic SoCs |
高集積・低遅延だが柔軟性に欠ける Efficient but inflexible |
| 2020〜 | 2.5Dパッケージ登場 Rise of 2.5D Packaging |
Siインターポーザ＋HBMの組み合わせ Interposer + HBM adopted |
| 2023〜 | 3D集積の本格化 Adoption of 3D Stacking |
TSVやHybrid Bondingで垂直接続 Vertical links via TSV/hybrid |
| 今後 | チップレットの標準化 Chiplet Standardization |
UCIeなどの業界標準I/Fへ Industry-wide interfaces like UCIe |
🧩 次節への接続
🧩 Connection to Next Section
次節 2.2：2.5D実装技術 では、シリコンインターポーザやTSMCのCoWoSといった具体的な実装技術について詳しく解説します。
In the next section 2.2: 2.5D Integration Technologies, we explore specific implementation techniques such as silicon interposers and TSMC’s CoWoS in detail.