探寻后摩尔时代 | 异构集成已成“未来之选”，然后呢……( 二 )

基于异构集成技术的发展，英特尔则提出XPU的概念。宋继强表示：“对于英特尔而言，我们推动异构计算的创新，就是通过对不同架构XPU的异构整合，和统一的跨架构编程模型oneAPI实现软硬协同，满足更多工作负载，实现高能效比，帮助客户降低成本，并能根据需求快速给出解决方案。 ”
在去年“架构日”上，英特尔在EMIB（嵌入式多芯片互连桥接）2D封装、Foveros3D封装，以及结合2D和3D的CO-EMIB技术基础上，又推出了HybridBonding（混合结合）技术。通过电气连接获得更高的载流能力，加速实现10微米及以下的凸点间距，为异构介质带来更高的互连密度、带宽和更低的功耗。
不仅仅是英特尔与AMD ，国际芯片龙头厂商包括英伟达、高通、赛灵思等都对异构集成技术非常重视。国内方面，紫光展锐、北京君正、中星微电子等企业也在积极展开对异构集成的研究与开发，并推出相关产品与解决方案。紫光展锐新推出的唐古拉T770就集成了4核ARMA76、4核ARMA55、Mali-G57GPU以及基带芯片等，是异构集成的典型应用。
需要打破传统“路”的思维
尽管异构集成的发展前景十分广阔，但是想要真正实现起来也并非易事。毛军发强调，由于不同性能、功能的介质紧密耦合，往往相互矛盾，因此在异质电路设计时，要解决电磁-热-应力，多物理协同设计，以及有源/无源电路天线、数字/模拟电路的多功能协同设计问题。在工艺制造方面，异构集成工艺参数调整也会受制于电、热、应力多物理场特性的影响，必须认识其内在关系，掌握工艺量化设计与优化机理。
【探寻后摩尔时代 | 异构集成已成“未来之选”，然后呢……】宋继强也认为，异构集成在硬件方面需要打破单一架构，多架构融合的XPU架构将会成为主流。 XPU架构的诞生，对软件提出了更高的要求，因为能够同时掌握多种架构编程语言的开发人员凤毛麟角，而软件是释放硬件性能的关键一环，能够跨架构编程的软件模型以及可以提升编程效率的工具就显得极为重要。
英特尔曾提出六大技术支柱，对XPU的实现起到了关键作用，包括制程、架构、内存、互连、安全和软件。异构计算虽然看似一个硬件层级的内容，但要释放其能力，需要芯片、系统、软件三层一体化考虑，才能够发挥作用。一是芯片层，指在芯片封装内的异构，和“小芯片”概念紧密相联；二是系统层，指多功能多架构的计算架构进行整合；三是软件层，统一的跨架构编程模型oneAPI ，可以通过一套软件接口、一套功能库为开发者提供在不同架构上编程的便利性。
面对异构集成的发展，毛军发提出了总体研究思路，即打破集成电路传统“路”的思维，以耦合多物理场理论为基础，以形成异构集成能力为牵引，场、路结合，统领半导体异构集成电路的技术方向。