(本文編譯自SemiWiki)
格羅方德(GlobalFoundries,簡(jiǎn)稱(chēng)GF)于2025年完成了對(duì)MIPS的收購(gòu),這一動(dòng)作并非出于對(duì)傳統(tǒng)CPU品牌的懷舊式復(fù)興,而是其瞄準(zhǔn)半導(dǎo)體領(lǐng)域高盈利前沿賽道的戰(zhàn)略布局——通過(guò)整合MIPS的技術(shù)資源,格羅方德正全力切入人工智能(AI)、高性能計(jì)算(HPC)及數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,為自身在行業(yè)變革中爭(zhēng)取更核心的競(jìng)爭(zhēng)地位。
隨著英偉達(dá)(Nvidia)、AMD、英特爾(Intel)及谷歌、亞馬遜等超大規(guī)模科技企業(yè)紛紛加碼芯粒(chiplet)架構(gòu),格羅方德認(rèn)為,掌握CPU知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)將成為其在模塊化計(jì)算時(shí)代站穩(wěn)腳跟的關(guān)鍵支撐。

芯粒重塑數(shù)據(jù)中心
如今,數(shù)據(jù)中心向芯粒架構(gòu)轉(zhuǎn)型已成為不可逆的趨勢(shì)。AI訓(xùn)練與推理工作負(fù)載的爆發(fā)式增長(zhǎng),早已突破傳統(tǒng)單芯片性能擴(kuò)展的極限。傳統(tǒng)GPU與加速器正面臨多重挑戰(zhàn):掩模版尺寸限制(reticle-size ceilings)制約芯片規(guī)模提升,良率優(yōu)化難度持續(xù)加大,同時(shí)功耗與散熱需求呈飆升態(tài)勢(shì)。而芯粒技術(shù)通過(guò)創(chuàng)新解法打破了這些瓶頸——它將完整計(jì)算單元拆解為CPU、GPU、加速器、內(nèi)存、輸入輸出(I/O)等獨(dú)立的小型芯片裸片(die),再借助先進(jìn)互連技術(shù)將這些“模塊”高效整合,形成性能更強(qiáng)、成本更優(yōu)的計(jì)算系統(tǒng)。
這一模式已在行業(yè)中得到充分驗(yàn)證:AMD的EPYC系列CPU與Instinct系列GPU均以芯粒設(shè)計(jì)為核心;英特爾在至強(qiáng)(Xeon)系列處理器與GPU混合產(chǎn)品中,應(yīng)用了Foveros 3D封裝技術(shù)和嵌入式多芯片互連橋(EMIB);英偉達(dá)也在Hopper架構(gòu)與Blackwell架構(gòu)的產(chǎn)品路線(xiàn)圖中引入了芯粒技術(shù)。不僅芯片廠商,谷歌、亞馬遜云科技(AWS)、微軟、Meta等超大規(guī)模科技企業(yè),也在開(kāi)發(fā)模塊化裸片,以平衡成本、性能與良率。
市場(chǎng)數(shù)據(jù)更直觀地展現(xiàn)了芯粒技術(shù)的普及速度。根據(jù)《財(cái)富》商業(yè)洞察的數(shù)據(jù)顯示,2024年全球芯粒市場(chǎng)規(guī)模為448.2億美元,預(yù)計(jì)到2032年將達(dá)到2338.1億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)接近23%。其中,人工智能、高性能計(jì)算(HPC)和數(shù)據(jù)中心部署領(lǐng)域的增長(zhǎng)最為迅猛。在這些領(lǐng)域,模塊化計(jì)算正從實(shí)驗(yàn)階段邁向主流基礎(chǔ)設(shè)施。

格羅方德緣何收購(gòu)MIPS
在芯粒架構(gòu)加速滲透的行業(yè)背景下,格羅方德收購(gòu)MIPS的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值愈發(fā)清晰:通過(guò)此次收購(gòu),格羅方德直接獲得了針對(duì)RISC-V架構(gòu)優(yōu)化的CPU IP。MIPS的Atlas系列核心具備多線(xiàn)程處理能力與功能安全性,且針對(duì)AI和數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載開(kāi)發(fā)了定制化指令,可直接適配高性能計(jì)算場(chǎng)景;更重要的是,收購(gòu)?fù)瓿珊螅窳_方德能夠提供經(jīng)硅驗(yàn)證的CPU芯粒,這些芯粒已提前適配其22FDX工藝與12LP+ FinFET工藝節(jié)點(diǎn),客戶(hù)無(wú)需額外研發(fā)即可獲得“已知合格”的CP裸片——這類(lèi)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)完整測(cè)試、支持多芯片互操作,可直接集成至芯粒系統(tǒng)中,大幅縮短客戶(hù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。
格羅方德總裁兼首席運(yùn)營(yíng)官Niels Anderskouv在近期季度報(bào)告中表示:“MIPS在提供高效、可擴(kuò)展的計(jì)算IP方面擁有深厚積淀,這些IP專(zhuān)為性能關(guān)鍵型應(yīng)用打造,與不同市場(chǎng)中AI平臺(tái)不斷演變的需求在戰(zhàn)略上高度契合。”
值得注意的是,汽車(chē)領(lǐng)域的技術(shù)積累也為此次收購(gòu)增添了可信度。盡管格羅方德從未公開(kāi)表示Mobileye是促成交易的核心因素,但MIPS與Mobileye在先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)領(lǐng)域的長(zhǎng)期合作,已充分證明其在安全關(guān)鍵型場(chǎng)景中的技術(shù)可靠性。這種經(jīng)過(guò)車(chē)規(guī)級(jí)驗(yàn)證的口碑,無(wú)疑是格羅方德決策時(shí)的重要考量。
相比之下,英特爾在芯粒時(shí)代的戰(zhàn)略則面臨明顯矛盾。英特爾的CPU業(yè)務(wù)高度依賴(lài)x86架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心的核心地位,這使得RISC-V架構(gòu)芯粒對(duì)其核心業(yè)務(wù)構(gòu)成潛在威脅;但另一方面,英特爾晶圓代工服務(wù)(Intel Foundry Services)又需面向全行業(yè)客戶(hù)提供晶圓、封裝及芯粒產(chǎn)品,其中不乏采用RISC-V架構(gòu)的企業(yè)。這種矛盾在其與SiFive的合作中尤為突出:支持RISC-V雖能增強(qiáng)代工業(yè)務(wù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,卻可能削弱x86架構(gòu)的行業(yè)地位;若抵制RISC-V以保護(hù)x86,又會(huì)限制代工業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)空間,陷入“兩難”境地。
若類(lèi)比早期的“已知合格裸片”(Known-good-die,KGD)時(shí)代,便能更清晰地看到其中的利害關(guān)系。2010年代,KGD模式為系統(tǒng)設(shè)計(jì)商提供了必要的信任基礎(chǔ),使其愿意投入成本開(kāi)發(fā)多裸片封裝技術(shù)。若無(wú)KGD模式,2.5D和3D封裝技術(shù)的普及可能會(huì)陷入停滯。如今,數(shù)據(jù)中心芯粒面臨著同樣的障礙:客戶(hù)需要確保CPU、GPU和加速器能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫互操作。格羅方德對(duì)MIPS的收購(gòu),恰好使其能夠提供滿(mǎn)足這一需求的產(chǎn)品,即經(jīng)過(guò)驗(yàn)證、適用于AI和HPC領(lǐng)域的CPU芯粒。
除技術(shù)層面外,此次收購(gòu)還涉及地緣政治考量。隨著各國(guó)政府和超大規(guī)模科技企業(yè)紛紛尋求不依賴(lài)英偉達(dá)和英特爾的自主計(jì)算平臺(tái),格羅方德對(duì)RISC-V架構(gòu)CPU IP的掌控,使其得以成為中立的供應(yīng)商,提供可信、開(kāi)放的芯粒產(chǎn)品。
封裝領(lǐng)域的權(quán)力博弈
不過(guò),掌握CPU IP僅是格羅方德布局芯粒時(shí)代的第一步,要真正形成競(jìng)爭(zhēng)力,還需突破先進(jìn)封裝集成技術(shù)的壁壘。事實(shí)上,格羅方德并非完全沒(méi)有封裝技術(shù)積累——2010年收購(gòu)特許半導(dǎo)體(Chartered Semiconductor)后,其曾在新加坡運(yùn)營(yíng)封裝測(cè)試業(yè)務(wù),可提供引線(xiàn)鍵合、倒裝芯片及晶圓級(jí)封裝服務(wù);但隨著公司戰(zhàn)略重心轉(zhuǎn)向前端晶圓制造,這些后端業(yè)務(wù)逐漸關(guān)停,導(dǎo)致如今格羅方德在封裝環(huán)節(jié)高度依賴(lài)外部半導(dǎo)體封裝測(cè)試(OSAT)合作伙伴。
這種依賴(lài)存在明顯問(wèn)題,因?yàn)榉庋b已成為芯片產(chǎn)業(yè)鏈新的瓶頸。臺(tái)積電十余年來(lái)持續(xù)深耕先進(jìn)封裝技術(shù),通過(guò)晶圓級(jí)系統(tǒng)集成封裝(CoWoS)、集成扇出封裝(InFO)及系統(tǒng)集成芯片(SoIC)等技術(shù)創(chuàng)新,將封裝能力打造為自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。目前,英偉達(dá)的GPU、AMD的服務(wù)器CPU、蘋(píng)果的處理器均依賴(lài)這些先進(jìn)封裝產(chǎn)線(xiàn)。據(jù)行業(yè)媒體報(bào)道,當(dāng)前封裝產(chǎn)能已成為全球AI芯片供應(yīng)的主要瓶頸之一。
盡管晶圓制造產(chǎn)能不斷提升,但2.5D中介層、HBM集成、3D堆疊等先進(jìn)封裝環(huán)節(jié),正持續(xù)擠壓現(xiàn)有產(chǎn)線(xiàn)的承載能力。更關(guān)鍵的是,臺(tái)積電大部分CoWoS產(chǎn)能已被英偉達(dá)、AMD、蘋(píng)果鎖定,留給中小型企業(yè)的空間極為有限。而AI加速器需求的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超后端封裝投資規(guī)模,進(jìn)一步導(dǎo)致封裝訂單交付周期大幅延長(zhǎng),產(chǎn)能爭(zhēng)奪異常激烈。封裝已從產(chǎn)業(yè)鏈后端環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略資源,其對(duì)芯片性能與交付效率的影響,不亞于晶圓制造工廠本身。
面對(duì)這一格局,,英特爾與三星正大力投資嵌入式多芯片互連橋(EMIB)、Foveros 3D封裝及X-Cube封裝技術(shù),但臺(tái)積電憑借無(wú)可匹敵的產(chǎn)能規(guī)模與生態(tài)深度,仍是該領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者。對(duì)格羅方德而言,收購(gòu)MIPS雖解決了CPU芯粒的“源頭問(wèn)題”,但若不能突破封裝瓶頸,仍可能錯(cuò)失高價(jià)值數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)機(jī)遇:要么建立內(nèi)部先進(jìn)封裝產(chǎn)能,要么與日月光(ASE)、安靠(Amkor)、長(zhǎng)電科技(JCET)等頭部OSAT企業(yè)深化合作——這些合作伙伴在2.5D/3D集成、扇出晶圓級(jí)封裝及車(chē)規(guī)級(jí)可靠性技術(shù)上的積累,恰好能彌補(bǔ)格羅方德的短板。
晶圓代工廠、封測(cè)廠與市場(chǎng)平臺(tái)模式
從行業(yè)整體格局來(lái)看,不同廠商在封裝環(huán)節(jié)的策略各有差異。英特爾雖大力推廣嵌入式多芯片互連橋(EMIB)與Foveros 3D封裝技術(shù),卻仍依賴(lài)外部封測(cè)廠;三星推出的I-Cube與X-Cube封裝方案,對(duì)封測(cè)廠的依賴(lài)程度更高。相比之下,格羅方德目前尚未具備同等規(guī)模的先進(jìn)封裝產(chǎn)能,業(yè)務(wù)開(kāi)展主要依賴(lài)合作模式。與此同時(shí),臺(tái)積電正構(gòu)建一個(gè)中立的芯粒市場(chǎng)平臺(tái),吸引SiFive、Andes晶心科技、Arm等企業(yè)提供CPU知識(shí)產(chǎn)權(quán)支持。針對(duì)平臺(tái)上的每款芯粒產(chǎn)品,臺(tái)積電均會(huì)維護(hù)其GDSII版圖(芯片物理設(shè)計(jì)文件)、測(cè)試數(shù)據(jù)及封裝規(guī)范。
隨后,平臺(tái)會(huì)根據(jù)需求對(duì)芯粒進(jìn)行制造、驗(yàn)證與封裝。這種模式使臺(tái)積電成為中立的賦能者,為客戶(hù)提供可互操作的“積木式”芯粒組件,客戶(hù)可將其與內(nèi)存、加速器或定制邏輯芯片靈活組合。與Arm最初推出的設(shè)計(jì)階段宏單元不同,臺(tái)積電提供的是可直接集成的成品裸片。
格羅方德則采取了一種混合策略:通過(guò)收購(gòu)MIPS掌握了CPU IP,確保自身能提供芯粒系統(tǒng)的“核心錨定裸片”,但封裝環(huán)節(jié)仍需依賴(lài)與封測(cè)廠的合作。三星憑借其在內(nèi)存領(lǐng)域的主導(dǎo)地位布局芯粒;日本Rapidus公司通過(guò)與瑞薩電子(Renesas)合作,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)計(jì)算平臺(tái)的自主可控性;而英特爾因受x86架構(gòu)業(yè)務(wù)制約,在保持芯粒生態(tài)中立性方面面臨困境。
物理AI與自主可控布局
格羅方德在公開(kāi)表述中,將收購(gòu)MIPS解讀為對(duì)“物理人工智能(Physical AI)”的賦能,這類(lèi)處理器不僅能實(shí)現(xiàn)感知與推理,還能為機(jī)器人、自動(dòng)駕駛及智能網(wǎng)卡數(shù)據(jù)處理器(Smart NIC DPU)提供實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。但當(dāng)下的核心戰(zhàn)場(chǎng)仍是數(shù)據(jù)中心人工智能領(lǐng)域。隨著芯粒成為主流架構(gòu)選擇,格羅方德正重新定位自身角色:它不僅是晶圓供應(yīng)商,更是戰(zhàn)略合作伙伴,為自主可控計(jì)算平臺(tái)提供核心錨定裸片。
從實(shí)際情況來(lái)看,格羅方德近期最具潛力的機(jī)遇集中在汽車(chē)與邊緣人工智能領(lǐng)域,其工藝節(jié)點(diǎn)恰好契合該領(lǐng)域?qū)Π踩浴⒖煽啃约暗凸牡男枨蟆6湓跀?shù)據(jù)中心領(lǐng)域的雄心,或許并不在于與臺(tái)積電正面競(jìng)爭(zhēng),更多在于通過(guò)芯粒技術(shù)提供自主可控、開(kāi)放兼容的替代方案。在這場(chǎng)定義人工智能數(shù)據(jù)中心核心架構(gòu)的競(jìng)賽中,格羅方德對(duì)MIPS的布局,重點(diǎn)并非復(fù)興一個(gè)傳統(tǒng)品牌,而是確保自身在模塊化、自主可控的計(jì)算時(shí)代占據(jù)關(guān)鍵地位。
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