La Ley de Moore puede no estar muerta, pero a los 55 años de edad, ciertamente está sintiendo su edad, con el ritmo del avance de la fabricación de semiconductores desacelerándose en los últimos años. Sin embargo, ha llegado un nuevo enfoque para el diseño e integración de semiconductores: el chiplet, que promete ayudar a restaurar la industria de los microchips a su ritmo histórico de avance.

El mercado global de microchips de procesador que utilizan chiplets en su proceso de fabricación se ampliará a 5.800 millones en 2024, aumentando en un factor de nueve desde 645 millones en 2018, según Omdia.

Restaurando la Ley de Moore
La Ley de Moore establece que la cantidad de transistores que se pueden colocar en un solo chip de silicio se duplica cada dos años debido al avance continuo de la tecnología de fabricación de semiconductores. Sin embargo, en los últimos años, el ritmo de duplicación se ha ralentizado a aproximadamente dos años y medio a medida que los procesos de producción de semiconductores han encontrado limitaciones físicas en tamaños extremadamente pequeños.

Los chiplets evitan efectivamente la Ley de Moore al reemplazar una sola pastilla de silicio con múltiples pastillas más pequeñas que funcionan juntas en una solución unificada. Este enfoque proporciona mucho más silicio para añadir transistores en comparación con un microchip monolítico. Como resultado, se espera que los chiplets permitan un retorno al ciclo de duplicación de dos años que ha sustentado la economía del negocio de semiconductores desde 1965.

"Cuando el pionero de los semiconductores Gordon Moore publicó por primera vez su teoría sobre el avance de los semiconductores, proporcionó un punto de referencia de pronóstico clave que estableció un ciclo de desarrollo para toda la industria tecnológica", afirma Tom Hackenberg, analista principal, procesadores embebidos, en Omdia. “Desde desarrolladores de software, diseñadores de sistemas, hasta inversores tecnológicos, todos por décadas contaron con el rápido calendario de dos años definido por la Ley de Moore. Con la llegada de los chiplets, el negocio de semiconductores y aquellos que dependen de él ahora tienen la oportunidad de volver a la tasa de progreso habitual que ha generado tanto valor económico para la industria tecnológica en general”.

Los chiplets reciben una cálida bienvenida de los proveedores de microprocesadores
Los chiplets están siendo adoptados en dispositivos semiconductores más avanzados y altamente integrados, es decir, microprocesadores (MPU), dispositivos de sistema en chip (SOC), unidades de procesamiento de gráficos (GPU) y dispositivos lógicos programables (PLD). El segmento MPU representa el mercado único más grande para chiplets entre los diferentes tipos de productos de microchip. Se espera que el mercado global con MPU con chiplet se amplíe 2.400 millones en 2024, frente a los 452 millones en 2018.

"Para seguir siendo competitivos, los fabricantes de MPU deben mantenerse siempre a la vanguardia de las tecnologías de fabricación de semiconductores", afirma Hackenberg. "Estas empresas tienen más que perder con la desaceleración de la Ley de Moore. Debido a esto, estas compañías se encuentran entre los primeros en adoptar los chiplets y es probable que sean los principales contribuyentes a los esfuerzos de estandarización de los chiplets ”.

Los proveedores de MPU como Intel y AMD son los primeros innovadores que construyen chiplets de encapsulados avanzados patentados. Intel también es miembro de la fundación Open Compute Project, Open Domain-Specific Architecture (OCP ODSA), que promueve el desarrollo de estándares y tecnologías que ayudan a habilitar estrategias de encapsulado avanzadas.

Con la pronta adopción de los MPU, se espera que el segmento informático sea el mercado de aplicaciones dominante para los chiplets hasta 2024. La informática representará el 96 por ciento de los ingresos en 2020 y el 92 por ciento para 2024. (gráfico de entrada)
A largo plazo, Omdia espera que los ingresos de los chiplets continúen expandiéndose y lleguen a los 57.000 millones de dólares en ingresos para 2035.

Gran parte de este crecimiento será impulsado por chiplets que sirven como procesadores heterogéneos, es decir, chips que combinan diferentes elementos de procesamiento, como procesadores de aplicaciones que integran gráficos, motores de seguridad, aceleración de inteligencia artificial (AI), Internet de baja potencia de las cosas (IoT ) controladores y más.

"Los chiplets pueden no salvar por sí solos la Ley de Moore, pero representan un enfoque innovador y emergente que ayuda a avanzar en nuevas tecnologías de encapsulado, nuevas estrategias de diseño y nuevos materiales", afirma Hackenberg. “Este nuevo y emocionante enfoque también puede permitir un panorama más competitivo con diversos contribuyentes. Los chiplets reforzarán la cadencia que Moore transmitió en su artículo original de 1965. La importación de esa declaración original no se trataba realmente de cómo los microprocesadores crecen en rendimiento. Más bien, se trataba de establecer una directriz de la industria para una cadencia con la que los diseñadores de sistemas, desarrolladores de software e inversores pudieran contar para impulsar el motor de innovación. Este es el aspecto de la Ley de Moore que seguirá vivo ".