IP,SoC,SiP和Chiplet的区别

最近经常听到Chiplet的概念，据说AMD的锐龙系列就是利用chiplet技术逆袭Intel的。那么chiplet和SoC，SiP，IP核等有什么关系呢？找了不少资料，特来总结一番。其实这些概念的出现有一个共同的主线，让IC设计和制造越来越容易。

一、IP

早期的复制电路都是全定制，比如Intel的4004cpu，这种设计非常耗时。考虑到cpu的很多模块有相似的地方，能不能把这些东西模块化？于是就有了IP核的概念，Intelligent Property，即知识产权核。

IP核在EDA上有非常重要的地位，我们熟知的Synopsys公司就是IP巨头，它将一些复杂的功能模块，如FIR滤波器、SDRAM控制器、PLL锁相环等封装好，供开发者直接调用，避免重复劳动，他们会收取相应的专利费。ARM公司本质上就是买IP核。

IP核分成三类：软核、固核与硬核。软核就是我们通常写的verilog行为描述代码，灵活性与适应性较强；固核是门级网表形式的代码，是IP的主流形式之一；硬核是GDSII版图文件，不能修改。

SoC（system on chip）片上系统。我们台式机的存储器、电源模块、功耗管理模块等都是分开的，而SoC是将这些围绕CPU的关键模块集成在一个芯片上，这样才会有我们的笔记本、手机等小巧强大电子设备。

SoC强调整体设计，包含总线架构、IP核复用、软硬件协同设计、低功耗等技术，将CPU、存储器、各种接口控制模块、互联总线等集成在一起，达到减小面积、提高速度、降低功耗、节约成本等目的。

SiP(System-in Package)系统级封装。将处理器、存储器、FPGA等功能芯片集成在一个封装内。粗粗一看，似乎和SoC一样，但区别还是挺大的。

SoC是在同一芯片、同一钟工艺下完成的；SiP则可以将不同工艺器件，如MEM、光学器件、射频器件等不同材质、不同工艺节点的设备垂直堆叠或水平排列，做园片级别的封装。这是超越摩尔定律的重要实现路径。

SiP的实现需要多种封装技术，如引线键合、倒装芯片、芯片堆叠、基板腔体、基板集成RF器件、埋入式电阻\电容\电感、硅通孔TSV等。

Chiplet即小芯片，相当于将硬核IP再制造成芯片。还是回到SoC，随着工艺节点的推进，成本越来越昂贵，SoC会增大芯片面积，导致良品率下降，成本很高。这时候，AMD给了新方案Chiplet。

7nm工艺时，模拟电路无法获益于晶体管或导线间距的微缩，传递信号的I/O本身凸块间距微缩进展缓慢，用14nm工艺还更加稳定。

cpu也进入多核时代，将这些核独立制造可以大大提高良率。

如图，这是AMD的CPU设计演进图，从单芯片到小芯片组合，到模拟、I/O采用14nm工艺，整个成本节省了41%。

能达到这样的效果，要归功于SiP先进的封装技术。