USR聯(lián)盟：促成一個開放的多芯片模塊生態(tài)系統(tǒng)

為了適應(yīng)不斷提高的帶寬需求、設(shè)計的復(fù)雜性、新工藝的出現(xiàn)以及多學(xué)科技術(shù)的整合等要求，半導(dǎo)體行業(yè)正在經(jīng)歷指數(shù)性增長和更加快速的變化，所有這些又都是在越來越短的開發(fā)周期和越來越激烈的競爭背景下發(fā)生的。在軟件和硬件等技術(shù)驅(qū)動的其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，正在通過建立一系列開放的聯(lián)盟和開放的標(biāo)準(zhǔn)來解決類似的挑戰(zhàn)。本文并不想在此列出所有開放式聯(lián)盟的名字，開放式計算項目(Open Compute Project)、開放式數(shù)據(jù)路徑(Open Data Path)和Linux基金會等只是其中一些最突出的例子。但目前還有一個技術(shù)領(lǐng)域沒有采納這種開放式的合作，這就是多芯片模塊(MCM)，它是將多個半導(dǎo)體晶片封裝在一起，從而在一個單一封裝中能夠創(chuàng)建一個完整的系統(tǒng)。

MCM的概念已經(jīng)在業(yè)界存在了一段時間，這種方式具有多種技術(shù)和市場方面的優(yōu)勢，其中包括：

更高的良率 --- 通過將硅片分割成多個晶片，而不是構(gòu)建低良率、高成本(甚至有時無法制造)的大型單一芯片，可以顯著提高每個組件乃至整體解決方案的良率。更高的良率最終轉(zhuǎn)化為成本的降低。

優(yōu)化的工藝 --- 最終的MCM產(chǎn)品是由采用不同制造工藝的混合匹配(mix-and-match)單元構(gòu)成，因而可以針對具有相似特性的特定IP模塊進行工藝優(yōu)化。

多個制造工廠 --- 可以利用具有獨特功能的不同生產(chǎn)線來創(chuàng)建特定產(chǎn)品。

產(chǎn)品種類 --- 通過組合不同數(shù)量和類型的器件可以輕松地創(chuàng)建新產(chǎn)品，從而形成創(chuàng)新和成本優(yōu)化的MCM。

縮短產(chǎn)品開發(fā)周期 --- 每個晶片都可以獨立升級，這樣可以很容易地增強新產(chǎn)品的功能和/或糾正特定晶片內(nèi)問題的能力。例如，可以給新產(chǎn)品集成全新的I/O接口，而無需重新設(shè)計和改變解決方案中那些能夠穩(wěn)定運行的部分，從而避免浪費時間和金錢。

規(guī)模經(jīng)濟 --- 每種晶片都可以在多種應(yīng)用和產(chǎn)品中重復(fù)使用，從而能夠提高量產(chǎn)的批量和良率，進而提高產(chǎn)品開發(fā)投入的總體回報。

將較大的半導(dǎo)體器件細(xì)分為多個小晶片并將它們安裝在MCM上，這已經(jīng)成為印刷電路板(PCB)中新的趨勢，這種MCM具有更小的占位面積，更低的功耗，更高的性能和更多擴展的功能。

現(xiàn)在，我們可以想象一下，上面列出的優(yōu)勢并不局限于某個芯片供應(yīng)商，而是可以由整個行業(yè)共享。通過開放和規(guī)范化晶片之間的接口，就能夠引入一個真正的開放平臺，在此平臺下，來自不同公司，且具有各自技術(shù)專長的設(shè)計團隊，就能夠創(chuàng)造超出任何一個單打獨斗的公司所能及的各種新產(chǎn)品。

這正是USR聯(lián)盟所要倡導(dǎo)實施的所在。USR聯(lián)盟已經(jīng)定義了超短距離(USR)鏈路，針對單一封裝中所含組件之間的非常短距離通信進行了優(yōu)化?，F(xiàn)有的跨越封裝邊界和連接器的超短距離(VSR)PHY需要面對一些不屬于封裝內(nèi)部的技術(shù)挑戰(zhàn)，而USR鏈路則可以提供更高的帶寬，更低的功耗和更小的芯片尺寸。此外，USR PHY是基于多線差分信號傳輸技術(shù)，專門針對MCM環(huán)境而進行了優(yōu)化。

有很多應(yīng)用都可以通過USR鏈路實施，例如CPU、交換機和路由器、FPGA、DSP、模擬組件和各種長距離電光接口等等。

圖1: 一種可能的MCM布線實例

作為USR聯(lián)盟的一個積極推動者，Marvell公司正在努力建造一個關(guān)于互操作組件、互連、協(xié)議和軟件的生態(tài)系統(tǒng)，以幫助半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為市場帶來更多的價值。USR聯(lián)盟正在與業(yè)界和其他標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織合作，共同創(chuàng)建PHY、MAC和軟件標(biāo)準(zhǔn)以及互操作性協(xié)議，同時為了確保廣泛的互操作性，也在推動開發(fā)關(guān)于USR應(yīng)用(包括認(rèn)證計劃)的完整生態(tài)系統(tǒng)。