Heterogene Integration Chiplets – Chance für die europäische Industrie

"Wir sind in Europa einzigartig"

Welche Größe sollte ein typisches Chiplet haben?

Chiplets dürfen nicht zu klein sein, auf jeden Fall müssen sie größer sein als die gewohnten IPs. Wie ich oben schon gesagt habe: 20 bis 30 Chips auf ein Substrat zu setzen, das wird nicht wirtschaftlich funktionieren können. Mehr als fünf bis sechs, etwa Prozessoren, FPGAs, KI-Beschleuniger, A/D und D/A-Wandler sowie optische Kommunikationseinheiten sollten es nicht werden.

Mit oder ohne den vieldiskutierten Silizum-Interposer?

Der Silizium-Interposer hat lange Zeit als Denkblockade gewirkt. Wer „Chiplets“ gehört hat, ging selbstverständlich davon aus, dass der Ansatz nicht ohne Silizium-Interposer funktioniert – und damit war das Thema für die meisten auch schon gegessen, weil nicht wirtschaftlich sinnvoll umzusetzen. ODSA dagegen hat von Anfang an beschlossen, ohne Silizium-Interposer zu arbeiten, eben weil der zu teuer für den kommerziellen Einsatz wäre. ODSA hat gezeigt, dass es auch ohne geht; das ist ein wesentlicher Grund dafür, dass das Thema so viel Schwung bekommen hat. Im Moment diskutieren wir, was das richtige Substrat oder die richtigen Substrate für die jeweiligen Einsatzbedingungen sein können. Das Schöne ist, dass es sie alle schon gibt: Von PCB-Materialien bis hin zu den vielversprechende Fan-out-Techniken und den Advanced-Packaging-Techniken im Allgemeinen.

Welche Interfaces kämen dann infrage?

Es ließen sich die sehr schnellen 56-Gbit/s-SERDES-Schnittstellen auf PCB-Substraten realisieren. Wir setzen dagegen eher auf langsamere 8-Gbit/s-Kommunikationskanäle, weil dann die Substrate billiger sein können. Dafür werden mehr Leitungen benötigt. Wie genau das aussehen könnte, ist noch nicht ausdiskutiert. Wir wollen in die heterogene Integration Bausteine wie ADCs, DACs, optische Kommunikation etc. einbeziehen. Das ist auch ein Unterschied zu ODSA.

Technische Hürden stehen den Chiplets also nicht mehr im Wege?

Die technischen Fragen sind im Wesentlichen gelöst; alles, was wir brauchen, ist da. Deshalb denken jetzt viele Firmen darüber nach, wie es mit den Chiplets weitergehen könnte. Jetzt stehen wir vor den typischen Standardisierungsproblemen: Es müssen genügend Firmen mitmachen. Keiner der Beteiligten möchte, dass einzelne Firmen dominieren. Dennoch versuchen Firmen, ihre eigenen Ansätze mit einzubringen. Das darf sich dann natürlich nicht blockieren. Hier stehen wir erst am Anfang eines Prozesses, der sich noch länger hinziehen dürfte.

Wenn ODSA sich gegenwärtig auf die oberen Protokoll-Layer fokussiert, wäre es nicht sinnvoll, für die unteren Layer auf eine europäische Standardisierung zu setzen?

Genau das haben wir vor. Ein entsprechender Antrag beim BMBF ist bereits gestellt. Jetzt kommt es darauf an, dass die Industrie mitzieht, etwa in der Automobilindustrie, die von Chiplets profitieren kann, genauso wie der Maschinenbau im Allgemeinen. Bei den IC-Herstellern angefangen müssten sich möglichst viele quer durch die Lieferkette beteiligen. Die Zulieferer wissen ja sehr genau, was der Markt braucht, ihre Beteiligung wäre also hochwillkommen. Sonst endet der Chiplets-Ansatz nur in einem weiteren Protokoll, für das sich am Ende kaum jemand interessiert.

Welche konkreten Anreize gibt es für die Industrie, sich zu beteiligen?

Über die Chiplets hätte die europäische Industrie die Chance, ihre Freiheit zu bewahren bzw. wiederzuerlangen. Sie wären nicht mehr nur darauf angewiesen, das zu übernehmen, was ihnen die großen amerikanischen und asiatischen Chiphersteller anbieten. Darüber hinaus hätten die Chiphersteller und ihre Kunden die Möglichkeit, ihre jeweiligen Produkte viel deutlicher zu differenzieren.

Arbeitet das Fraunhofer IIS mit anderen europäischen Instituten zusammen, um die Standardisierung voranzutreiben?

Die übrigen europäischen Institute sind sehr stark technologieorientiert, sie beschäftigen sich dagegen weit weniger damit, wie die Techniken sich wirtschaftlich umsetzen lassen. Auf dieser Ebene sind wir in Europa einzigartig und wir bemühen uns jetzt eben, möglichst viele Mitstreiter aus der Industrie – und zwar aus ganz Europa – zu gewinnen.