國產SDSoW芯片技術：16塊28nm工藝的晶圓，算力超過全球第四的美國超算

目前硅基芯片最先進的工藝是3nm，而業界預測，硅基芯片的極限或是1nm，離3nm已經不遠了。

而隨著工藝逼近物理極限，技術演進越來越難，摩爾定律也不再起作用了，在這樣的情況之下，僅靠制程工藝的進步，已經帶不動芯片性價比的提升了。

所以當前芯片領域，急需探出一條新路，以跟上旺盛暴漲的算力需求，給摩爾定律續命。

現在主流的方向有幾個，一是通過先進的封裝技術，比如小芯片技術等，再度提升芯片的性能，目前很多巨頭在發力這一塊。

二是尋找其它的材料，比如石墨烯芯片，碳基芯片等，用來替代硅基芯片，以便于繼續提升算力。

而近日，中國的鄔江興院士帶領團隊提出了軟件定義晶上系統（SDSoW，Software Defined System on Wafer）方案。

何為SDSoW？其實說起來并不復雜，我們拿小芯片技術來對比，大家可能就明白了。

小芯片封裝技術是用一塊一塊的小芯粒封裝起來，實現更高的性能，后續如果要再提升性能，則再將N多的小芯片又連接在一起，提升性能。

而SDSoW，則是將這些一個又一個的小芯片，直接放到一塊大晶圓上不進行切割，然后再將這一塊一塊的晶圓直接進行“拼接組裝”，讓這些芯片本身都是一個整體來運行。

再舉個例子，像一臺超級計算機，可能需要1萬塊CPU，這些CPU通過系統、軟件等連接在一起，形成一個整體。

而通過SDSoW技術，一塊晶圓上直接有1000塊CPU，再將10塊晶圓連接在一起，就實現了1萬塊CPU的集成，這樣連接，可以更好的發揮性能，不至于讓各種連接產生損耗。

據測試，如果基于SDSoW技術路線，在28nm工藝條件下，僅用16塊晶圓，就能構建與美國超算Summit（美國第二大超算，目前算力排中名全球第四，超過太湖之光）同等的算力。

而采用這種技術，這樣的16塊晶圓組裝，功耗僅為其1/80、占地面積為其1/16，造價僅為1/5。

而如果采用84塊晶圓即可構建E級機器，用SDSoW的方式造出來的E級計算機，功耗僅有原來的用CPU堆出來的1/15、占地面積為其1/18、造價僅為其1/3。

這種方式，不需要太先進的工藝，但卻能發揮出巨大的性能，在當前對中國芯有著特別的意義，因為我們先進工藝受限了。

所以一經提出，便受到了業界的歡迎，不過大家也清楚，這種技術，更多的還是用于大規模的芯片集群場景，比如超算、云計算、AI等等。

單一的CPU、手機Soc等，暫時還無法應用這一技術，不過未來隨著整個產業鏈的發展，這樣的技術，或許能用到更多的場景，從而助力中國芯騰飛。