El 1965, el cofundador d'Intel, Gordon Moore, va articular el que es va convertir en la "Llei de Moore". Durant més de mig segle, va apuntalar els guanys constants en el rendiment dels circuits integrats (CI) i la disminució dels costos, la base de la tecnologia digital moderna. En resum: el nombre de transistors en un xip es duplica aproximadament cada dos anys.
Durant anys, el progrés va seguir aquesta cadència. Ara la imatge està canviant. S'ha tornat difícil reduir encara més la producció; les mides de les característiques s'han reduït a només uns nanòmetres. Els enginyers s'estan trobant amb límits físics, passos de procés més complexos i costos creixents. Les geometries més petites també disminueixen els rendiments, cosa que dificulta la producció d'alt volum. Construir i operar una fàbrica d'avantguarda requereix un capital i una experiència immensos. Per tant, molts argumenten que la llei de Moore està perdent força.
Aquest canvi ha obert la porta a un nou enfocament: els xiplets.
Un xiplet és un petit dau que realitza una funció específica, essencialment una porció del que abans era un xip monolític. Integrant diversos xiplets en un sol paquet, els fabricants poden muntar un sistema complet.
A l'era monolítica, totes les funcions residien en un sol dau gran, de manera que un defecte en qualsevol lloc podia destruir tot el xip. Amb els chiplets, els sistemes es construeixen a partir de "daus de bon estat conegut" (KGD), cosa que millora dràsticament el rendiment i l'eficiència de fabricació.
La integració heterogènia (combinació de matrius construïdes en diferents nodes de procés i per a diferents funcions) fa que els xiplets siguin especialment potents. Els blocs de càlcul d'alt rendiment poden utilitzar els nodes més recents, mentre que la memòria i els circuits analògics es mantenen en tecnologies madures i rendibles. El resultat: un rendiment més alt a un cost més baix.
La indústria automobilística hi està particularment interessada. Els principals fabricants d'automòbils utilitzen aquestes tècniques per desenvolupar futurs SoC integrats en vehicles, amb una adopció massiva prevista per a després del 2030. Els xiplets els permeten escalar la IA i els gràfics de manera més eficient alhora que milloren el rendiment, augmentant tant el rendiment com la funcionalitat dels semiconductors per a automòbils.
Algunes peces d'automòbils han de complir estàndards estrictes de seguretat funcional i, per tant, depenen de nodes més antics i provats. Mentrestant, els sistemes moderns com l'assistència avançada al conductor (ADAS) i els vehicles definits per programari (SDV) exigeixen molta més capacitat de càlcul. Els xiplets superen aquesta bretxa: combinant microcontroladors de classe de seguretat, gran memòria i potents acceleradors d'IA, els fabricants poden adaptar els SoC a les necessitats de cada fabricant d'automòbils, més ràpidament.
Aquests avantatges van més enllà dels automòbils. Les arquitectures de xiplets s'estan estenent a la IA, les telecomunicacions i altres àmbits, accelerant la innovació en totes les indústries i convertint-se ràpidament en un pilar de la full de ruta dels semiconductors.
La integració de xiplets depèn de connexions die-to-die compactes i d'alta velocitat. El factor clau és l'interpositor, una capa intermèdia, sovint de silici, sota els die que encamina els senyals de manera molt similar a una petita placa de circuit. Uns millors interpositors signifiquen un acoblament més ajustat i un intercanvi de senyals més ràpid.
L'empaquetament avançat també millora el subministrament d'energia. Les denses matrius de petites connexions metàl·liques entre els dips proporcionen amplis camins per al corrent i les dades fins i tot en espais reduïts, permetent una transferència d'ample de banda elevat alhora que s'utilitza de manera eficient l'àrea limitada del paquet.
L'enfocament principal actual és la integració 2.5D: col·locar diversos daus un al costat de l'altre en un interpositor. El següent salt és la integració 3D, que apila els daus verticalment mitjançant vies de silici (TSV) per a una densitat encara més alta.
La combinació del disseny modular de xips (separant funcions i tipus de circuits) amb l'apilament 3D produeix semiconductors més ràpids, més petits i més eficients energèticament. La coubicació de memòria i computació ofereix un ample de banda enorme a grans conjunts de dades, ideal per a la IA i altres càrregues de treball d'alt rendiment.
Tanmateix, l'apilament vertical comporta reptes. La calor s'acumula més fàcilment, cosa que complica la gestió tèrmica i el rendiment. Per solucionar-ho, els investigadors estan desenvolupant nous mètodes d'envasament per gestionar millor les restriccions tèrmiques. Tot i això, l'impuls és fort: la convergència dels xiplets i la integració 3D es considera àmpliament com un paradigma disruptiu, a punt de portar la torxa on s'acaba la llei de Moore.
Data de publicació: 15 d'octubre de 2025