År 1965 formulerade Intels medgrundare Gordon Moore det som blev ”Moores lag”. I över ett halvt sekel låg den till grund för stadiga förbättringar av integrerade kretsars (IC) prestanda och minskande kostnader – grunden för modern digital teknik. Kort sagt: antalet transistorer på ett chip fördubblas ungefär vartannat år.
I åratal följde utvecklingen den takten. Nu förändras bilden. Ytterligare krympning har blivit svårare; funktionsstorlekarna är nere i bara några få nanometer. Ingenjörer stöter på fysiska begränsningar, mer komplexa processteg och stigande kostnader. Mindre geometrier sänker också avkastningen, vilket gör högvolymsproduktion svårare. Att bygga och driva en ledande fabrik kräver enormt kapital och expertis. Många menar därför att Moores lag håller på att tappa fart.
Det skiftet har öppnat dörren för ett nytt tillvägagångssätt: chiplets.
En chiplet är en liten chip som utför en specifik funktion – i huvudsak en del av vad som brukade vara ett enda monolitiskt chip. Genom att integrera flera chiplets i ett enda paket kan tillverkare montera ett komplett system.
Under den monolitiska eran låg alla funktioner på en stor chip, så en defekt någonstans kunde förstöra hela chipet. Med chiplets byggs system från "kända chips" (KGD), vilket dramatiskt förbättrar avkastning och tillverkningseffektivitet.
Heterogen integration – att kombinera chips byggda på olika processnoder och för olika funktioner – gör chiplets särskilt kraftfulla. Högpresterande beräkningsblock kan använda de senaste noderna, medan minne och analoga kretsar förblir på mogna, kostnadseffektiva tekniker. Resultatet: högre prestanda till lägre kostnad.
Bilindustrin är särskilt intresserad. Stora biltillverkare använder dessa tekniker för att utveckla framtida SoC-kretsar för fordon, med ett massimplementeringsmål efter 2030. Chiplets låter dem skala AI och grafik mer effektivt samtidigt som de förbättrar avkastningen – vilket ökar både prestanda och funktionalitet i halvledare för fordon.
Vissa bildelar måste uppfylla stränga funktionella säkerhetsstandarder och förlitar sig därför på äldre, beprövade noder. Samtidigt kräver moderna system som avancerad förarassistans (ADAS) och programvarudefinierade fordon (SDV) betydligt mer beräkningsförmåga. Chiplets överbryggar detta gap: genom att kombinera mikrokontroller i säkerhetsklass, stort minne och kraftfulla AI-acceleratorer kan tillverkare skräddarsy SoC:er efter varje biltillverkares behov – snabbare.
Dessa fördelar sträcker sig bortom bilindustrin. Chiplet-arkitekturer sprider sig till AI, telekom och andra områden, vilket accelererar innovation inom olika branscher och snabbt blir en pelare i halvledarfärdplanen.
Chiplet-integration är beroende av kompakta, snabba die-to-die-anslutningar. Den viktigaste möjliggöraren är interposern – ett mellanlager, ofta kisel, under chipsen som leder signaler ungefär som ett litet kretskort. Bättre interposer innebär tätare koppling och snabbare signalutbyte.
Avancerad kapsling förbättrar också strömförsörjningen. Täta matriser av små metallanslutningar mellan chips ger gott om vägar för ström och data även i trånga utrymmen, vilket möjliggör överföring med hög bandbredd samtidigt som begränsad kapsyta utnyttjas effektivt.
Dagens vanligaste tillvägagångssätt är 2,5D-integration: att placera flera chips sida vid sida på en mellanläggsplatta. Nästa steg är 3D-integration, där chips staplas vertikalt med hjälp av kiselgenomströmningsvias (TSV) för ännu högre densitet.
Genom att kombinera modulär chipdesign (som separerar funktioner och kretstyper) med 3D-stacking får man snabbare, mindre och mer energieffektiva halvledare. Samlokalisering av minne och beräkningskapacitet ger enorm bandbredd till stora datamängder – perfekt för AI och andra högpresterande arbetsbelastningar.
Vertikal stapling medför dock utmaningar. Värme ackumuleras lättare, vilket komplicerar värmehantering och utbyte. För att hantera detta utvecklar forskare nya förpackningsmetoder för att bättre hantera termiska begränsningar. Trots detta är momentumet starkt: konvergensen av chiplets och 3D-integration ses allmänt som ett omvälvande paradigm – redo att föra facklan där Moores lag slutar.
Publiceringstid: 15 oktober 2025