Στην Έκθεση Αυτοκινήτου του Μονάχου (ΙΑΑ) που έλαβε προσφάτως χώρα (9 – 14 Σεπτεμβρίου 2025), τα τελευταία sedan έλαμψαν στο κέντρο της πόλης – αλλά ο πραγματικός μετασχηματισμός λαμβάνει χώρα κρυμμένος κάτω από το αμάξωμα. Η τεχνολογία chiplet εγκαινιάζει ένα νέο κεφάλαιο στην αυτοκινητοβιομηχανία: Επιτρέπει την πιο αποτελεσματική ανάπτυξη ισχυρών ηλεκτρονικών συστημάτων – ένα αποφασιστικό πλεονέκτημα ενόψει των αυξανόμενων απαιτήσεων για αυτόνομη οδήγηση και συνδεδεμένα οχήματα.
Στη νέα διαδικασία, οι μεγάλοι ημιαγωγοί που εκτελούν όλες τις λειτουργίες αντικαθίστανται από αρθρωτά εξαρτήματα τσιπ που μπορούν να συνδυαστούν ευέλικτα. Αυτό μειώνει το κόστος και τους χρόνους ανάπτυξης. Οι νέες λειτουργίες μπορούν να ενσωματωθούν πιο εύκολα στα αυτοκίνητα. «Η προσέγγιση των chiplet είναι κρίσιμη για την αυτοκινητοβιομηχανία», λέει ο Luc Van den Hove, επικεφαλής του κορυφαίου παγκοσμίως κέντρου έρευνας τσιπ Imec στο Βέλγιο.
Οι αναλυτές της Gartner προβλέπουν ότι τα chiplets θα εξαπλωθούν ραγδαία. Μέχρι το 2030, η ζήτηση θα αυξηθεί κατά 400% σε όλους τους κλάδους. Ο λόγος: «Η μετάβαση στα chiplets και την προηγμένη συσκευασία chip θα διευκολύνει την εισαγωγή νέων προϊόντων».
Οι ειδικοί συμβουλεύουν τις εταιρείες να αντιμετωπίσουν αυτό το ζήτημα γρήγορα. Τα chiplets απαιτούν την προμήθεια και τον χειρισμό περισσότερων εξαρτημάτων από διαφορετικούς προμηθευτές. Αυτό περιπλέκει τη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας και απαιτεί εξελιγμένες τεχνικές συναρμολόγησης.
«Όλα έχουν να κάνουν με το κόστος»
Οι Γερμανοί κατασκευαστές το αναγνωρίζουν αυτό – τουλάχιστον θεωρητικά. Ο διευθυντής της VW, Hartmut Schittko, τονίζει: «Εργαζόμαστε πολύ εντατικά πάνω στην τεχνολογία chiplet». Ο Schittko είναι επικεφαλής ημιαγωγών στην Cariad, τη μονάδα λογισμικού της μεγαλύτερης αυτοκινητοβιομηχανίας της Ευρώπης.
Σύμφωνα με τον ερευνητή της Fraunhofer, Andy Heinig, ωστόσο, η αυτοκινητοβιομηχανία στη Γερμανία διστάζει πολύ: «Τα πλεονεκτήματα δεν συζητούνται σχεδόν καθόλου αυτή τη στιγμή. Πρόκειται κυρίως για το κόστος». Ο επιστήμονας υπολογιστών ηγείται του Κέντρου Αριστείας Chiplet στο Ινστιτούτο Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Fraunhofer IIS.
Ο ειδικός από τη Δρέσδη φοβάται ότι οι αναδυόμενοι ανταγωνιστές από την Κίνα θα εφαρμόσουν την πρωτοποριακή ιδέα πολύ πιο γρήγορα από τους προμηθευτές εδώ. Ωστόσο, είναι επικίνδυνο να συνεχιστεί όπως πριν απλώς και μόνο επειδή είναι φθηνότερο βραχυπρόθεσμα. Ο Heinig: «Μέχρι τώρα, ήταν ευκολότερο και φθηνότερο να συσκευάζονται ολοένα και περισσότερες νέες λειτουργίες σε ένα μόνο τσιπ. Αλλά τώρα φτάνουμε στα τεχνικά όρια. Επομένως, χρειάζονται άλλες λύσεις».
Αυτό που είναι εκπληκτικό με τα Chiplets είναι ότι η βασική ιδέα είναι πολύ απλή. Όπως και με τα Lego, οι σχεδιαστές συναρμολογούν δομικά στοιχεία διαφορετικών μεγεθών και λειτουργιών. Ωστόσο, αυτά δεν είναι πλαστικοί κύβοι, αλλά μεμονωμένα μικρά τσιπς, τα Chiplets.
Τα Chiplets κάνουν την τεχνητή νοημοσύνη προσιτή
Αυτά τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα είναι διατεταγμένα τόσο το ένα δίπλα στο άλλο όσο και το ένα πάνω στο άλλο, σχηματίζοντας ένα λεγόμενο «Σύστημα σε Τσιπ» ή SoC εν συντομία. Και αυτό είναι παρόμοιο με τα Lego. Ενώ τα πολύχρωμα τουβλάκια έχουν καρφιά, τα τσιπλέτα έχουν λεπτά σύρματα.
Όσο απλή κι αν είναι η αρχή των Lego, η μεταφορά της σε ηλεκτρονικά εξαρτήματα είναι εξαιρετικά περίπλοκη. Ο σχεδιασμός είναι πολύπλοκος και πρέπει να διασφαλίζεται γρήγορη και σταθερή επικοινωνία μεταξύ των chiplets.
Μεγάλες εταιρείες chip όπως η Apple, η AMD και η Nvidia χρησιμοποιούν ήδη τη διαδικασία. Αποδεικνύουν γιατί η τεχνολογία είναι τόσο πολλά υποσχόμενη και για άλλους κλάδους. Τα chiplets έχουν καταστήσει την τεχνητή νοημοσύνη (AI) και τις εφαρμογές της που απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ, όπως το ChatGPT, προσιτές εξαρχής.
Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για αυτό:
Τα chiplets είναι στενά συνδεδεμένα και το καθένα εκτελεί σαφώς καθορισμένες εργασίες: πυρήνες επεξεργασίας, σύνδεση μνήμης και επικοινωνία δεδομένων. Το πλεονέκτημα: Κάθε λειτουργική μονάδα μπορεί να βελτιστοποιηθεί με ακρίβεια για τον προβλεπόμενο σκοπό της – και έτσι να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά.
Κάθε chiplet κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τον πιο αποδοτικό κόμβο. Στη βιομηχανία chip, ένας κόμβος αναφέρεται στην τεχνολογία κατασκευής που σχετίζεται με το μέγεθος των τρανζίστορ. Όσο μικρότερα είναι τα τρανζίστορ, τόσο πιο σύνθετη είναι η παραγωγή. Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να παράγονται όλα τα chiplets χρησιμοποιώντας τις πιο πρόσφατες και πιο σύνθετες μεθόδους. Αυτό αξίζει τον κόπο επειδή υπάρχουν τεράστιες δυνατότητες σε εργοστάσια σε όλο τον κόσμο που δεν είναι πλέον υπερσύγχρονες. Η παραγωγή είναι φθηνότερη εκεί.
Εάν προκύψουν ελαττώματα κατά την παραγωγή ενός μεγάλου τσιπ, ένα σημαντικό μέρος του πλακιδίου πρέπει να απορριφθεί. Αυτό μπορεί να είναι ακριβό, καθώς η παραγωγή περιλαμβάνει εκατοντάδες μεμονωμένα βήματα επεξεργασίας. Με τα τσιπ, στην καλύτερη περίπτωση, επηρεάζεται μόνο ένα μικρό μέρος του πλακιδίου.
Ένα άλλο πλεονέκτημα: Όταν εισάγονται νέες διαδικασίες παραγωγής, η απόδοση είναι αρχικά χαμηλότερη από ό,τι με τις ώριμες διαδικασίες. Η παραγωγή τσιπ μεγάλης επιφάνειας χρησιμοποιώντας καινοτόμες τεχνολογίες είναι επομένως επικίνδυνη και δαπανηρή. Με τα τσιπ, τα προβλήματα παραγωγής είναι λιγότερο σημαντικά. Η μετάβαση σε πιο σύγχρονες λύσεις είναι επομένως ευκολότερη, καθώς μόνο ένα μέρος του SoC παράγεται με αυτά.
Τα τσιπ απαιτούν λιγότερο χώρο επειδή μπορούν να στοιβάζονται. Οι ειδικοί αναφέρονται σε αυτό ως “τρισδιάστατη στοίβαξη”. Αυτό έχει ένα άλλο πλεονέκτημα: Οι διαδρομές σήματος μεταξύ των μονάδων μειώνονται δραστικά, μειώνοντας σημαντικά τις απώλειες ενέργειας κατά τη μετάδοση δεδομένων.
Οι εταιρείες μπορούν να διαφοροποιηθούν από τους ανταγωνιστές τους με τα τσιπ, επειδή μπορούν να συναρμολογήσουν SoC που ανταποκρίνονται με ακρίβεια στις απαιτήσεις τους. Αυτό επιτρέπει στους κατασκευαστές αυτοκινήτων να συνδυάζουν τσιπ από διαφορετικούς προμηθευτές και ακόμη και να προσθέτουν εξαρτήματα που έχουν σχεδιάσει οι ίδιοι.
Η Apple, η AMD και η Nvidia τα έχουν όλα πιο εύκολα από τους κατασκευαστές αυτοκινήτων, καθώς συνδυάζουν σε μεγάλο βαθμό τσιπ που έχουν αναπτύξει οι ίδιοι. Κάτι άλλο ωθεί τις εταιρείες ημιαγωγών να στραφούν στη νέα διαδικασία. Ο ερευνητής της Fraunhofer, Heinig, αναφέρει: «Τα τσιπλέτα είναι πλέον ευρέως διαδεδομένα σε υπολογιστές υψηλής απόδοσης. Ωστόσο, η πίεση κόστους εκεί δεν είναι ούτε κατά διάνοια τόσο μεγάλη όσο στην αυτοκινητοβιομηχανία ή σε κλάδους όπως η μηχανολογία. Οι όγκοι παραγωγής είναι επίσης πολύ υψηλότεροι εκεί».
Η κατάσταση περιπλέκεται ιδιαίτερα από το γεγονός ότι τα τσιπ στην αυτοκινητοβιομηχανία απαιτούν εξαρτήματα από εταιρείες όπως η Infineon, η NXP και η STMicroelectronics για να επικοινωνούν μεταξύ τους. Αυτοί είναι οι κορυφαίοι κατασκευαστές τσιπ αυτοκινήτων στην Ευρώπη. Επομένως, είναι επειγόντως απαραίτητο να θεσπιστούν πρότυπα. Heinig: “Χρειαζόμαστε κάτι σαν USB για τα τσιπ.”
Η σύνδεση μεμονωμένων τσιπ είναι κρίσιμη
Ο όγκος των μεμονωμένων πελατών στη Γερμανία ή την Ευρώπη είναι πολύ μικρός για να ακολουθήσει ο καθένας τον δικό του δρόμο. Ακόμα και η VW είναι ένας μικρός πελάτης για τη βιομηχανία τσιπ σε σύγκριση με την Apple. «Μέχρι στιγμής, έχουμε δει μόνο τσιπ από μεμονωμένους κατασκευαστές τσιπ να συνδέουν τα δικά τους εξαρτήματα», λέει ο ειδικός ημιαγωγών της VW, Schittko. Τέτοιες ιδιόκτητες λύσεις, ωστόσο, δεν θα βοηθούσαν την αυτοκινητοβιομηχανία. Schittko: «Το πλήρες δυναμικό των τσιπ θα υλοποιηθεί μόνο όταν συνδέσουμε τα τσιπ από διαφορετικούς προμηθευτές.»
Ο Martin Geißler, ειδικός σε τσιπ στην εταιρεία συμβούλων Advyce, βλέπει περαιτέρω εμπόδια για τα τσιπ στα αυτοκίνητα: «Δεν είναι ακόμη σαφές πώς θα μοιάζει η σύνδεση τσιπ με τσιπ». Λέει ότι η τεχνολογία θα γίνει ευρέως διαδεδομένη μόνο όταν καταστούν δυνατές οι φωτονικές συνδέσεις μεταξύ των μεμονωμένων τσιπ. Σε αυτήν την περίπτωση, οι πληροφορίες αποστέλλονται μέσω φωτεινών σημάτων, κάτι που είναι σημαντικά ταχύτερο από τις τρέχουσες ενσύρματες συνδέσεις.
Επιπλέον, τα smartphones με τεχνολογία chiplet χρειάζονται μόνο λίγα χρόνια. Τα συστήματα αυτοκινήτων πρέπει να λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα, λέει ο διευθυντής της VW, Schittko, χωρίς διακοπές. «Δεν έχει ακόμη αποδειχθεί ότι αυτό θα λειτουργήσει με chiplets».
Ο Peter Schiefer, επικεφαλής του τμήματος αυτοκινήτων της Infineon, συμφωνεί: «Η τεχνολογία δεν είναι ακόμη τόσο αξιόπιστη και στιβαρή όσο χρειάζεται στα αυτοκίνητα». Και σύμφωνα με τον ερευνητή Heinig, καλούνται επίσης νομικοί εμπειρογνώμονες να βρουν λύσεις: «Ένα βασικό ερώτημα είναι ποιος είναι υπεύθυνος για ποιο εξάρτημα».
Η Imec προσπαθεί να λύσει όλα αυτά τα προβλήματα σε ένα νέο κέντρο έρευνας τσιπ στο Heilbronn. Η βελγική εταιρεία σχεδιάζει να ανοίξει τη νέα τοποθεσία το φθινόπωρο. Τα τσιπ βρίσκονται στην κορυφή της ατζέντας των προγραμματιστών στην περιοχή Neckar. Η Imec ήδη ερευνά τη διαδικασία με γνωστές εταιρείες από όλη την αλυσίδα αξίας. Μεταξύ αυτών είναι:
- Arm, ο κορυφαίος σχεδιαστής τσιπ στον κόσμο από το Cambridge
- BMW, ο κατασκευαστής αυτοκινήτων
- οι προμηθευτές αυτοκινήτων Bosch και Valeo
- οι τεχνολογικές εταιρείες Siemens και LG
- η εταιρεία ανάπτυξης τσιπ Silicon Auto, μια κοινοπραξία μεταξύ της αυτοκινητοβιομηχανίας Stellantis και του κατασκευαστή ηλεκτρονικών ειδών Foxconn
- Tenstorrent, μια αμερικανική εταιρεία ανάπτυξης τσιπ τεχνητής νοημοσύνης
Σύμφωνα με την Imec, τρεις εταιρείες έχουν επίσης συμφωνήσει να συμμετάσχουν. Αυτές είναι:
- Η Porsche, κατασκευαστής σπορ αυτοκινήτων με έδρα τη Στουτγάρδη
- Η Infineon, εταιρεία τσιπ με έδρα το Μόναχο
- Η Cadence, ένας αμερικανικός πάροχος προγραμμάτων ανάπτυξης τσιπ
«Θα χρειαστεί μέχρι την επόμενη δεκαετία»
Η γαλλο-ιταλική εταιρεία κατασκευής τσιπ STMicroelectronics μετατρέπει επί του παρόντος το εργοστάσιό της στην Τουρ για τσιπ. Στη βόρεια γαλλική πόλη, η εταιρεία προσφέρει τη λεγόμενη συσκευασία σε επίπεδο πάνελ. Σύμφωνα με την ST, αυτή είναι μια από τις πιο σημαντικές πρωτοπόρους για τα chiplets. Σύμφωνα με την εταιρεία, η τεχνολογία chiplets «θα είναι κρίσιμης σημασίας για την ST στο μέλλον».
Ωστόσο, το πότε η γερμανική αυτοκινητοβιομηχανία θα στραφεί στα chiplets παραμένει ανοιχτό ερώτημα. Η Bosch, ο μεγαλύτερος προμηθευτής αυτοκινήτων στον κόσμο από τη Στουτγάρδη, αναφέρθηκε στη συνεργασία της με την ImecH+ όταν ρωτήθηκε. Ο διευθυντής της Infineon, Schiefer, είναι επίσης επιφυλακτικός: «Θα χρειαστεί μέχρι την επόμενη δεκαετία πριν δούμε την τεχνολογία chiplets σε αυτοκίνητα μαζικής παραγωγής».
Θα περιμένει πραγματικά τόσο πολύ ο αναδυόμενος ανταγωνιστής από την Κίνα; Σε κάθε περίπτωση, 40% περισσότεροι εκθέτες από τη Λαϊκή Δημοκρατία έδωσαν το παρών φέτος στην IAA από ό,τι το 2023. Η εμπορική έκθεση πραγματοποιείται κάθε δύο χρόνια.
Διαβάστε ακόμη
