En 1965, o cofundador de Intel, Gordon Moore, articulou o que se converteu na “Lei de Moore”. Durante máis de medio século, esta lei sustentou as ganancias constantes no rendemento dos circuítos integrados (CI) e a diminución dos custos, o alicerce da tecnoloxía dixital moderna. En resumo: o número de transistores nun chip duplícase aproximadamente cada dous anos.
Durante anos, o progreso seguiu esa cadencia. Agora o panorama está a cambiar. A redución adicional volveuse difícil; os tamaños das características redúcense a só uns poucos nanómetros. Os enxeñeiros están a atoparse con límites físicos, pasos de proceso máis complexos e custos crecentes. As xeometrías máis pequenas tamén reducen o rendemento, o que dificulta a produción de grandes volumes. Construír e operar unha fábrica de vangarda require un capital e unha experiencia inmensos. Polo tanto, moitos argumentan que a lei de Moore está a perder forza.
Ese cambio abriu a porta a unha nova estratexia: os chiplets.
Un chiplet é un pequeno dado que realiza unha función específica, esencialmente unha porción do que antes era un chip monolítico. Ao integrar varios chiplets nun único paquete, os fabricantes poden montar un sistema completo.
Na era monolítica, todas as funcións residían nun único dado grande, polo que un defecto en calquera lugar podía destruír o chip enteiro. Cos chiplets, os sistemas constrúense a partir de "dados coñecidos en bo estado" (KGD), o que mellora drasticamente o rendemento e a eficiencia da fabricación.
A integración heteroxénea (combinación de matrices construídas en diferentes nodos de proceso e para diferentes funcións) fai que os chiplets sexan especialmente potentes. Os bloques de computación de alto rendemento poden usar os nodos máis recentes, mentres que a memoria e os circuítos analóxicos permanecen en tecnoloxías maduras e rendibles. O resultado: maior rendemento a menor custo.
A industria automobilística está particularmente interesada. Os principais fabricantes de automóbiles están a usar estas técnicas para desenvolver futuros SoC para vehículos, cunha adopción masiva prevista para despois de 2030. Os chiplets permítenlles escalar a IA e os gráficos de forma máis eficiente, ao tempo que melloran o rendemento, o que aumenta tanto o rendemento como a funcionalidade nos semicondutores para automóbiles.
Algunhas pezas de automóbiles deben cumprir uns estándares rigorosos de seguridade funcional e, polo tanto, dependen de nodos máis antigos e probados. Mentres tanto, os sistemas modernos, como a asistencia avanzada á condución (ADAS) e os vehículos definidos por software (SDV), requiren moita máis capacidade de computación. Os chiplets axudan a cubrir esa brecha: ao combinar microcontroladores de clase de seguridade, gran memoria e potentes aceleradores de IA, os fabricantes poden adaptar os SoC ás necesidades de cada fabricante de automóbiles, máis rápido.
Estas vantaxes van máis alá dos automóbiles. As arquitecturas de chiplets están a estenderse á IA, ás telecomunicacións e a outros dominios, acelerando a innovación en todas as industrias e converténdose rapidamente nun piar da folla de ruta dos semicondutores.
A integración de chiplets depende de conexións die a die compactas e de alta velocidade. O factor clave é o interpositor: unha capa intermedia, a miúdo de silicio, debaixo dos die que enruta os sinais de xeito moi semellante a unha pequena placa de circuíto. Uns mellores interpositores significan un acoplamento máis axustado e un intercambio de sinais máis rápido.
O empaquetado avanzado tamén mellora a subministración de enerxía. As densas matrices de pequenas conexións metálicas entre os chips proporcionan amplas rutas para a corrente e os datos mesmo en espazos reducidos, o que permite unha transferencia de gran ancho de banda e, ao mesmo tempo, fai un uso eficiente da área limitada do empaquetado.
A estratexia máis común hoxe en día é a integración 2.5D: colocar varios chips un ao lado do outro nun interpositor. O seguinte salto é a integración 3D, que apila chips verticalmente mediante vías de silicio a través (TSV) para unha densidade aínda maior.
A combinación do deseño modular de chips (separando funcións e tipos de circuítos) co apilamento 3D produce semicondutores máis rápidos, máis pequenos e máis eficientes enerxeticamente. A colocalización da memoria e a computación ofrece un enorme ancho de banda para grandes conxuntos de datos, o que é ideal para a IA e outras cargas de traballo de alto rendemento.
Non obstante, o apilamento vertical presenta desafíos. A calor acumúlase máis facilmente, o que complica a xestión térmica e o rendemento. Para abordar isto, os investigadores están a desenvolver novos métodos de empaquetado para xestionar mellor as restricións térmicas. Aínda así, o impulso é forte: a converxencia de chiplets e a integración 3D considérase amplamente un paradigma disruptivo, listo para levar a antorcha onde a lei de Moore o deixa.
Data de publicación: 15 de outubro de 2025