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发布时间：2026-09-09来源：通信人家园

集成芯片与芯粒技术白皮书（第二版）

—— 集成芯片：集成电路的“新能源车时刻”

集成芯片前沿技术科学基础专家组

中国计算机学会集成电路设计专业委员会

中国计算机学会容错计算专业委员会

2026 年

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目录

Contents

致谢

前言……………………………………………………1

一、集成芯片和芯粒的相关定义…………………………………………2

1、集成芯片是集成电路性能提升的第三条路径……………………………………………………2

2、集成芯片将引导集成电路设计的“分解-组合”新范式………………………………………4

3、集成芯片十大技术难题回顾………………………………………………………………5

二、集成芯片与芯粒技术发展现状………………………………………………6

1、芯粒集成范式的发展现状…………………………………………………………………………6

1.1 2.5D集成范式的国内外现状 ………………………………………………………………6

1.2 3D/3.5D集成范式的国内外现状……………………………………………………………7

1.3三维集成范式的发展趋势分析…………………………………………………………………9

2、芯粒发展现状……………………………………………………………………………………10

2.1芯粒数量…………………………………………………………………………………………11

2.2芯粒种类……………………………………………………………………………………………13

3、中介层发展现状………………………………………………………………………………………15

3.1 中介层的国内外发展现状………………………………………………………………………16

3.2中介层发展趋势分析 …………………………………………………………………………19

4、键合工艺发展现状……………………………………………………………………………………20

4.1 W2W混合键合……………………………………………………………………………………20

4.2 D2W混合键合……………………………………………………………………………………23

5、芯粒间互连发展现状 …………………………………………………………………………………24

5.1芯粒间互连接口技术 …………………………………………………………………………24

5.2互连标准…………………………………………………………………………………………26

6、芯粒集成 EDA发展现状………………………………………………………………………………28

6.1多场仿真…………………………………………………………………………………………28

6.2布局布线…………………………………………………………………………………………31

三、集成芯片与芯粒发展的十大趋势 …………………………………………34

1、集成芯片尺寸持续增大 ………………………………………………………………………………34

2、光I/O推动CHIPLET算力网络架构创新 …………………………………………………………5

3、HBM 成为第一个通用芯粒，可配置性不断增强……………………………………………………6

4、大模型应用催生近DRAM的集成芯片新形态……………………………………………………37

5、混合键合推动节距向百纳米持续微缩………………………………………………………………38

6、ABC集成模式开始应用…………………………………………………………………………………8

7、玻璃、碳化硅等新材料中介层出现，提升尺寸和可靠性 ………………………………………39

8、3.5D集成成为先进封装演进的关键路径…………………………………………………40

9、芯粒化设计在旗舰手机芯片中开始应用…………………………………………………………41

10、芯粒与RISC-V共建新型计算生态 ………………………………………………………………42

四、本重大研究计划期，中美项目资助产业发展比较……………………43

1、项目布局对比……………………………………………………………………………………………43

2、技术路线特点和趋势 ………………………………………………………………………………………43

2.1规模扩展路径：Scale-out vs. Scale-up………………………………………………………43

2.2设计方法学：自上而下的构造法vs.自下而上的堆叠法……………………………………4

2.3指令集与开源政策：RISC-V开源生态vs.ARM/x86闭源体系………………………………4

2.4存储集成路径：堆叠DRAM 技术路径为主vs. HBM技术路径为主 ………………………45

2.5芯粒生态构建：开源开放vs.小院高墙…………………………………………………………45

2.6产业链格局：自主可控、多元协同 vs.美国主导、盟友配套 ………………………45

3、未来格局演化展望……………………………………………………………………………………46

4、结论……………………………………………………………………………………………46

参考文献 …………………………………………………………………………47

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