座談專家

半導體工程與 Arteris 公司解決方案和業務發展副總裁 Frank Schirrmeister

Cadence 硅谷解決方案集團產品市場總監 Mayank Bhatnagar

Expedera 市場副總裁 Paul Karazuba

是德科技 EDA 產品管理/集成經理 Stephen Slater

Siemens EDA 高級封裝解決方案技術經理 Kevin Rinebold

新思科技高性能計算 IP 解決方案產品管理副總裁 Mick Posner

安全性將是小芯片設計的重中之重。設計團隊和芯片架構師在這里需要注意什么？

Karazuba：確保單片硅的來源已經足夠困難，尤其是硅片在同一地點制造、封裝、最終測試和發貨的理論環境中，仍存在大量特洛伊木馬或中間人攻擊等安全隱患。小芯片在安全方面如同「西部狂野地帶」。理想的實現方案是每個小芯片都具有安全元件，始終保證其來源，并與其他小芯片通信，確保多芯片封裝內部的所有內容均真實可靠。但從 IP 和硅的角度看，這種方案成本較高，而且很難將其納入材料清單。這意味著使用小芯片的人們將在很大程度上基于成本和威脅狀況來決定采用何種安全措施。這是一個艱難的選擇。我并不羨慕那些必須做出這些決策的人，因為安全應該是首要考慮的問題。而在許多初始的小芯片實施中，這一點可能沒有得到充分重視。

Rinebold：我完全同意。這將是一個巨大的挑戰。我們需要處理大量的數據，這就涉及數據管理的問題。這包括修訂跟蹤的各個方面，例如誰接觸過、何時接觸以及接觸次數等問題。我們是否擁有最新版本？即使完成了所有工作，還需要如何進行驗證？之前提到過，是否存在一些內置驗證 IP 與所有鄰近設備建立連接，確保是否應該在這里，是否按預期工作。在我了解到的一些政府項目中，我覺得很有趣的是，它們的核心主題包括信任、可追溯性和來源追蹤。因為再次，許多國防工業及軍事/航空領域的客戶正將基于小芯片的異構類封裝視為他們的下一代平臺。盡管這可能是一個艱巨且使人望而卻步的任務，但最終我們將會面臨并解決這個問題。但未知的是這將需要兩年、三年，還是十年的時間來實現。

Bhatnagar：還需要注意的另一個安全方面是芯片層上應用程序的安全以及硅片層上 IP 的安全，因為小芯片會在沒有封裝的情況下出貨——僅作為小芯片。反向工程是現實中相當成熟的風險因素，封裝層也可能發生這種情況，但這只是增加了一個層次。所以這方面是需要關注的。另外，在 IP 方面，如果制造一個小芯片，并在市場上銷售、發往世界各地，如何確保它只出現在你信任的合作伙伴手中，而不是被惡意買家購買？你肯定不希望你的小芯片以這種方式進入市場。

Posner：是的，這里有很多方面。關鍵是需要小芯片認證，以便在小芯片之間確認，「這是一個系統，這是指紋，你知道這些小芯片是真實可靠的。」這是其中一個方面。另一個方面是數據完整性和加密。在實現一個保密計算子系統或系統時，每個組件都必須符合零知識架構。因此，盡管芯片間接口需要基本的加密，但在芯片間接口空間，這將增加一些試圖減少延遲的使用模式的延遲。同時，在零知識架構中，這是一個必要條件。從硬件方面來看，芯片認證、數據完整性和加密以及供應鏈（通常在我們的涉及范圍之外，因為我們不銷售芯片），但這也是一個關鍵問題。這里的關注點是如何阻止對硅的反向工程。

關于小芯片安全測試方面呢？從測試角度來看，小芯片是否存在安全漏洞？

Posner：絕對存在。對于接到測試器的芯片而言，它們之間的連接接口是什么？通過芯片間連接，不論最終封裝如何，如今通過 JTAG 或其他某些高性能測試接口存在的安全漏洞也仍然存在。

最后，您認為小芯片的最有趣的前景在哪里？

Karazuba：對于消費品、工業產品等來說，理想的小芯片實現充滿潛力。小芯片的整體價值在于提供你所需的一切，而且沒有不必要的東西。從設計的角度來看，這聽起來非常美好。

Bhatnagar：小芯片生態系統的民主化為小型參與者提供了機會，使他們可以參與芯片設計，而無需設計整個芯片。在這方面我們肯定會看到改進，人們將競相爭奪其中的小部分市場，比如針對一種類型的小芯片有多個供應商。總體而言，這將降低不確定性成本，并為這個領域帶來更多研究成果。這無疑是非常令人興奮的。

Slater：這正在創建一個生態系統，讓更多的參與者能夠進入市場，從目前生產 IP 的公司，到最終取得設計勝利，逐步建立信譽。通常情況下，為了實現這一目標，你需要得到一家更大公司的支持。我希望在小芯片的世界里，你設計一個小芯片，驗證并測試你的小芯片接口是否有效，這就足夠了。由于測試了所有接口并且遵從 UCIe 標準，信任可以得到極大的提高。這就是我的期望。

Rinebold：有一點讓我感到驚訝，隨著小芯片和異構技術越來越廣泛的采用，我們可能會看到更多這樣的情況——根據你能夠在封裝中集成的芯片數量，會出現收益遞減現象。是 10 顆芯片？還是 30 顆？或者是 50 顆？這個數字對每個人來說都是不同的。有些公司已經暫時放棄了探索這個問題。總的來說，這里存在產量問題。這個確切的數字會根據設備類型、設備數量、底層基板技術、可測試性等因素有所不同。對于一些正在采用這種技術的公司來說，挑戰在于找到合適的生產數量，并在所有這些不同特性之間找到平衡。

Posner：小芯片市場的愿景確實成為了這個重要拐點的催化劑和跳板。多晶片系統實際上已經存在了 10 多年，但在過去的一年里，它突然出現在所有應用中，這推動了大量創新。我還未看到具有如此大規模的新接口 IP 或全新協議進入市場，因此這確實是下一代系統設計的推動者。

Schirrmeister：特別令人興奮的是，它正在解決一個問題，未來幾年這個問題可能會造成嚴重的阻礙。因此，對我來說，這實際上必須做的。我對此感到興奮，因為它為我們帶來了新的協議、新的敏感性以及可以在這方面合作的新伙伴。同時，我也為它在半導體行業的整體發展中獲得的真正進步感到興奮，因為沒有它，我們將無法獲得所有的創新。