Avis de l’éditeur : Si vous voulez devenir un observateur sérieux de l’industrie technologique ou un passionné de technologie, vous devez commencer à surveiller de près ce qui se passe dans l’industrie des semi-conducteurs. Non seulement les puces sont au cœur de tous nos appareils technologiques, mais elles alimentent également les logiciels et les expériences dont nous sommes tous devenus si dépendants. Plus important encore, cependant, ils sont l’indicateur de pointe de l’orientation des tendances technologiques importantes, car les conceptions de puces et les technologies qui les composent doivent être achevées des années avant les produits qui les utilisent et les logiciels nécessaires pour tirer parti leur.

Avec la pensée ci-dessus à l’esprit, permettez-moi d’expliquer pourquoi une annonce apparemment modeste concernant un nouveau consortium industriel et une norme de l’industrie des semi-conducteurs, appelée Universal Chiplet Interconnect Express (ou UCIe), est si incroyablement importante.

Tout d’abord, un peu plus de contexte. Au cours des dernières années, il y a eu beaucoup de débats et de discussions sur la viabilité continue de la loi de Moore et le blocage potentiel des progrès de l’industrie des puces. N’oubliez pas que le co-fondateur d’Intel, Gordon Moore, a prédit il y a un peu plus de 50 ans que les performances des semi-conducteurs doubleraient environ tous les 18 à 24 mois et son pronostic s’est avéré remarquablement prémonitoire. En fait, beaucoup ont fait valoir que la somme des progrès incroyables de la Silicon Valley et de l’industrie technologique au cours du dernier demi-siècle a essentiellement été un «accomplissement» de cette loi.

Au cours des dernières années, il y a eu beaucoup de débats et de discussions sur la viabilité continue de la loi de Moore et le blocage potentiel des progrès de l’industrie des puces.

Cependant, au fur et à mesure que le processus de fabrication de puces a progressé, l’industrie a commencé à faire face à des limitations physiques potentielles qui semblent très difficiles à surmonter. Les transistors individuels sont devenus si petits qu’ils approchent de la taille d’atomes individuels – et vous ne pouvez pas être plus petit que cela. En conséquence, les efforts traditionnels pour améliorer les performances en rétrécissant les transistors et en en installant de plus en plus sur une seule puce touchent à leur fin. Cependant, les fabricants de puces ont reconnu ces défis potentiels il y a des années et ont commencé à se concentrer sur d’autres idées et concepts de conception de puces pour faire progresser les performances au rythme de la loi de Moore.

Parmi celles-ci, les principales sont les idées concernant la décomposition de grandes puces monolithiques en composants plus petits, ou chiplets, et leur combinaison intelligente. Cela a conduit à un certain nombre de progrès importants dans les architectures de puces, le conditionnement des puces et les interconnexions entre un certain nombre de composants.

Il y a un peu plus de 10 ans, par exemple, Arm a introduit l’idée de big.LITTLE, qui consistait en plusieurs cœurs de processeur de différentes tailles connectés ensemble pour obtenir des performances de haute qualité mais à des niveaux de puissance considérablement réduits. Depuis lors, nous avons vu pratiquement toutes les sociétés de puces exploiter le concept, les nouveaux cœurs P et E d’Intel dans les processeurs de 12e génération étant l’exemple le plus récent.

La montée en puissance des SoC en plusieurs parties, où plusieurs éléments différents, tels que les processeurs, les GPU, les FAI (processeurs de signal d’image), les modems, etc. sont tous combinés sur une seule puce – comme ce que fait Qualcomm avec sa gamme populaire Snapdragon – – est un autre développement de la désagrégation de grandes puces à puce unique. Les connexions entre ces chiplets ont également connu des avancées importantes.

Lorsque AMD a introduit les processeurs Ryzen pour la première fois en 2017, par exemple, l’une des caractéristiques uniques de la conception était l’utilisation d’un Infinity Fabric à grande vitesse pour connecter plusieurs cœurs de processeur de taille égale afin qu’ils puissent fonctionner plus efficacement.

« Vous voulez mélanger un processeur Intel avec un GPU AMD, un modem Qualcomm, un accélérateur Google TPU AI et un processeur de sécurité Microsoft Pluton sur un seul package de puce, ou un système sur package (SOP) ? »

À quelques exceptions près, la plupart de ces capacités de conditionnement et d’interconnexion étaient limitées aux propres produits d’une entreprise, ce qui signifie qu’elle ne pouvait mélanger et assortir que ses propres composants. Reconnaissant que la possibilité de combiner des composants de différents fournisseurs pouvait être utile, en particulier dans les applications serveur hautes performances, a conduit à la création de la norme Compute Express Link. CXL, qui commence tout juste à être utilisé dans des produits du monde réel, est idéalement optimisé pour faire des choses comme interconnecter des accélérateurs spécialisés, comme les processeurs IA, avec des processeurs et de la mémoire de manière rapide et efficace.

Mais aussi génial que puisse être CXL, cela n’a pas tout à fait amené les choses au niveau de pouvoir mélanger et assortir différentes puces fabriquées par différentes entreprises utilisant différents types et tailles de processus de fabrication d’une véritable manière Lego. C’est là qu’intervient la nouvelle norme UCIe.

Lancé par un puissant consortium d’Intel, AMD, Arm, Qualcomm, Samsung, Google, Meta et Microsoft, ainsi que des fabricants de puces TSMC et ASE, OPCe s’appuie sur les normes CXL et PCIe 5.0 et définit les normes physiques (interconnexion) et logiques (logiciels) par lesquelles les entreprises peuvent commencer à concevoir et à construire les puces de leurs rêves.

Vous souhaitez combiner un processeur Intel avec un GPU AMD, un modem Qualcomm, un accélérateur Google TPU AI et un processeur de sécurité Microsoft Pluton sur un seul package de puce ou un système sur package (SOP) ? Lorsque les produits basés sur l’UCIe commenceront à être commercialisés, disons à l’horizon 2024-2025, c’est exactement ce que vous devriez être en mesure de faire.

Non seulement cela est technologiquement et conceptuellement cool, mais cela ouvre également une toute nouvelle gamme d’opportunités pour les fabricants de puces et d’appareils et crée de nombreux nouveaux types d’options pour l’industrie des semi-conducteurs dans son ensemble. Par exemple, cela pourrait permettre la création de sociétés de semi-conducteurs plus petites mais toujours financièrement viables qui se concentrent uniquement sur des puces très spécialisées ou qui se concentrent uniquement sur l’assemblage de combinaisons intéressantes de pièces existantes fabriquées par d’autres.

Pour les fabricants d’appareils, cela leur permet théoriquement de construire leur propre conception de puce personnalisée sans la charge (et le coût) d’une équipe entière de semi-conducteurs. En d’autres termes, vous pourriez créer une spécificité de puce de niveau Apple à ce qui devrait être un coût de développement nettement inférieur.

Du côté de la fabrication, il y a aussi d’énormes avantages. Bien que ce ne soit pas bien connu, toutes les puces ne peuvent pas bénéficier d’être construites sur des nœuds de processus de pointe, tels que les 4 nm et 3 nm d’aujourd’hui. En fait, de nombreuses puces, en particulier celles qui traitent des signaux analogiques, feraient mieux d’être construites sur des nœuds de processus plus grands.

Des éléments tels que les modems 5G, les frontaux RF, les radios WiFi et Bluetooth, etc., fonctionnent nettement mieux lorsqu’ils sont construits sur des nœuds plus grands, car ils peuvent éviter des problèmes tels que la fuite de signal. En conséquence, des entreprises comme GlobalFoundries et d’autres qui n’ont pas les plus petits nœuds de processus mais se spécialisent dans des technologies de fabrication, de processus ou de conditionnement uniques devraient avoir un avenir encore plus prometteur dans un monde de semi-conducteurs piloté par puces.

La capacité de montrer de la valeur ne sera pas limitée à ceux qui restent à la pointe de la technologie des procédés – bien que, bien sûr, cela continuera d’être extrêmement précieux dans un avenir prévisible. Au lieu de cela, les entreprises de conception de puces ou les fonderies qui peuvent démontrer leur capacité à offrir des capacités uniques à l’une des nombreuses étapes de la chaîne d’approvisionnement de l’industrie des semi-conducteurs devraient être en mesure de créer des entreprises plus viables. De plus, la possibilité de mélanger et d’associer plusieurs entreprises pourrait conduire à un marché plus concurrentiel et, espérons-le, devrait être en mesure de réduire le type de perturbations de la chaîne d’approvisionnement que nous avons constatées au cours des dernières années.

Il reste encore beaucoup de travail à faire pour élargir encore plus le support de l’UCIe et s’assurer qu’il fonctionne aussi bien et de manière aussi transparente que le concept le suggère. Heureusement, l’ensemble initial d’entreprises qui lancent la norme est suffisamment impressionnant pour encourager à la fois certains joueurs manquants évidents (je vous regarde Apple et Nvidia) ainsi qu’un large éventail d’entreprises moins connues à participer.

Les possibilités pour l’UCIe et, surtout, son potentiel de perturbation sont énormes. L’industrie actuelle des semi-conducteurs s’est déjà transformée en une nouvelle ère passionnante et compétitive, et en raison des pénuries de puces provoquées par la pandémie que nous avons connues dans tous les aspects de la société, la prise de conscience de l’importance des semi-conducteurs n’a jamais été aussi grande. Avec le lancement de l’UCIe, je pense que l’industrie a le potentiel d’atteindre un niveau encore plus élevé, et cela, très certainement, sera intéressant à observer.

Bob O’Donnell est le fondateur et analyste en chef de TECHnalysis Research, LLC une société de conseil en technologie qui fournit des services de conseil stratégique et d’étude de marché à l’industrie technologique et à la communauté financière professionnelle. Vous pouvez le suivre sur Twitter @bobodtech.