《中國電子信息工程科技發展研究．軟件定義晶上系統(SDSoW)專題》主要從未來信息基礎設施的發展形勢和當前集成電路面臨的發展困局出發，通過研判集成電路技術產業的發展趨勢，緊貼我國集成電路技術與產業基本國情，從摩爾定律資源密度和價值密度增長的本質出發，提出軟件定義晶上系統這一微電子發展新范式，并闡述了其基本內涵和關鍵技術，同時結合當前技術發展的現狀，對軟件定義晶上系統的未來做出重要判斷：軟件定義晶上系統將開辟集成電路的新發展范式，并驅動本質智能時代的到來。
目錄
《中國電子信息工程科技發展研究》編寫說明
前言
第1章我國集成電路面臨的形勢與困局1
1.1未來信息基礎設施特征1
1.1.1軟件定義化1
1.1.2連接泛在化3
1.1.3資源云端化5
1.1.4服務智能化6
1.1.5內生安全性7
1.2未來信息基礎設施對集成電路的需求9
1.2.1工程系統角度：超高密度與超強能力需求9
1.2.2芯片能力角度：“摩爾定律”持續有效需求11
1.2.3新型應用角度：服務質量極致化保證需求12
1.2.4服務模式角度：經濟性指標重新定義需求14
1.3全球集成電路面臨的發展困局15
1.3.1工藝節點維度：先進工藝節點逼近物理極限17
1.3.2裸芯面積維度：超大裸芯尺寸導致良率銳減19
1.3.3先進封裝維度：高級封裝的規模與散熱瓶頸21
1.4我國集成電路面臨的特有困局22
1.4.1我國集成電路的基本國情分析22
1.4.2我國集成電路面臨的國際環境25
1.4.3底線思維下的集成電路出路思考28
第2章軟件定義晶上系統的提出31
2.1集成電路正迎來發展范式遷移31
2.1.1哲學視角：以“新三論”探究智能涌現之路31
2.1.2系統視角：以系統工程學升級工程技術路線35
2.1.3微電子視角：以維度擴展重新定義摩爾定律39
2.2我國集成電路的發展范式內涵42
2.2.1集成電路在國家戰略中的基石地位42
2.2.2探索二流工藝的一流系統發展之路44
2.2.3系統工程科學的“它山之石”啟迪45
2.3軟件定義晶上系統47
2.3.1思維視角的升級47
2.3.2方法論的遷移50
2.3.3工程實踐的指導52
2.3.4微電子新發展范式：軟件定義晶上系統53
第3章軟件定義晶上系統的內涵與關鍵技術54
3.1軟件定義晶上系統的內涵54
3.1.1軟件定義系統：系統之系統56
3.1.2軟件定義晶圓：軟件定義硬件56
3.1.3晶上系統：異構異質拼裝集成56
3.1.4軟件定義晶上系統：結構與工藝聯合迭代創新57
3.2軟件定義晶上系統的關鍵技術57
3.2.1領域專用軟硬件協同計算架構57
3.2.2軟件定義晶上互連網絡66
3.2.3領域專用混合粒度芯粒70
3.2.4晶圓基板制備與拼裝集成72
3.2.5超高密度供電與散熱75
3.2.6軟硬件協同開發與編譯工具79
3.3與片上系統技術對比84
3.3.1軟硬件配合到軟硬件協同84
3.3.2IP設計復用到芯粒集成復用85
3.3.32.5D/3D封裝到晶圓級集成86
3.3.4單一工藝到多種工藝88
3.3.5硅基材料到異質材料89
第4章國內外相關進展91
4.1先進封裝進展91
4.1.12.5D封裝91
4.1.23D封裝95
4.1.3晶圓級封裝102
4.2新型計算架構進展104
4.2.1異構計算105
4.2.2近存計算108
4.2.3軟件定義計算109
4.2.4圖計算114
4.3先進互連進展114
4.3.1高速串行互連114
4.3.2晶上并行互連117
4.3.3硅光互連125
4.4供電與散熱進展127
4.4.1大面積供電進展127
4.4.2高密度散熱進展142
4.5領域專用高級語言與開發環境進展144
4.5.1OpenCL與CUDA144
4.5.2P4與Capilano145
4.5.3Chisel與JDK148
第5章軟件定義晶上系統發展展望149
5.1集成電路的新發展范式149
5.1.1刷新信息基礎設施技術物理形態149
5.1.2重新定義微電子技術經濟性指標150
5.1.3構建微電子技術產業分工新模式151
5.1.4加速微電子技術融合應用創新152
5.2驅動本質智能時代到來153
5.2.1賦能面向領域的軟硬件協同計算154
5.2.2賦能知識與算法驅動的智能時代155
第6章結束語157
參考文獻159
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