PCB上的元器件芯片分成多个部分（称为多芯片模组或多芯片封装）主要有以下技术形式和应用场景：

一、分块核心原因

1. 尺寸限制
   • 单片大芯片受光刻机曝光区域限制（光罩尺寸极限），分块可突破面积瓶颈。
2. 异构集成
   • 不同工艺节点芯片组合（如7nm CPU + 28nm I/O芯片），优化成本与性能。
3. 良率提升
   • 小芯片（Chiplet）良率高于单片大芯片，降低复杂芯片报废成本。
4. IP复用
   • 模块化设计（如内存、PHY接口）可重复使用，加速开发周期。
5. 热管理
   • 高功耗部分独立分块，针对性散热设计（如GPU与显存分离）。

二、实现形式与案例

1. MCM（多芯片模组）

• 结构：多个裸片（Die）共基板封装
• 案例：AMD EPYC服务器CPU（9个小芯片+1 IOD，通过Infinity Fabric互连）
• 优势：突破单Die面积限制，降低制造成本。

2. SiP（系统级封装）

• 结构：芯片+无源器件集成于单一封装
• 案例：Apple Watch S系列芯片（处理器、内存、传感器堆叠）
• 优势：节省空间，提升信号完整性（缩短走线）。

3. 2.5D封装

• 结构：芯片通过硅中介层（Interposer）互连
• 案例：Xilinx FPGA（多个裸片贴于硅中介层，TSV导通）
• 关键：高密度布线（硅中介层微凸点间距40-50μm）。

4. 3D封装

• 结构：芯片垂直堆叠（TSV穿孔连接）
• 案例：HBM内存（4-12层DRAM堆叠，带宽>1TB/s）
• 挑战：散热设计复杂（热耦合效应需微流道散热）。

三、核心互连技术

1. Die-to-Die互连
   • 高速串行总线（如Intel EMIB：55μm凸点间距，1 Tbps/mm²带宽）
   • 并行总线（如台积电CoWoS的LSI连接技术）。
2. 中介层材料
   • 硅基（高密度布线） vs 有机基板（低成本，适合低频）。

四、典型应用场景

五、设计挑战

• 信号完整性：分块间高速信号损耗（需阻抗匹配与冗余设计）
• 热密度管理：局部热点需微流冷或均温板散热
• 测试复杂度：多Die协同测试方案（如IEEE P1838标准）
• 成本平衡：先进封装（如CoWoS）单价可能高于单片芯片。

行业趋势

• Chiplet标准化：UCIe联盟（Intel/AMD/台积电等）推动接口统一
• 异质集成扩展：硅光芯片与电子芯片混合封装（光互连取代铜线）
• 国产化突破：中国长电科技XDFOI™ 2.5D封装进入量产。

✅ 总结：芯片分块是后摩尔时代关键技术，通过架构创新平衡性能、成本与制造可行性。未来3D异构集成将向更高堆叠（>16层）、光学互连演进，推动算力密度持续提升。