UCIe 3.0發布，數據傳輸速率翻倍至64GT/s_半導體

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本文由半導體產業縱橫（ID：ICVIEWS）綜合
UCIe 3.0規范旨在提升多芯片系統封裝設計的能效與靈活性。

全球開放小芯片互連標準組織UCIe聯盟正式推出UCIe 3.0規范，最大實現64 GT/s數據速率，較上一代32 GT/s帶寬翻倍。
UCIe是一個由Intel牽頭，聯合AMD、ARM、Meta、Microsoft、Qualcomm、Samsung、ASE、TSMC、Google Cloud等十大產業巨頭共同參與制定的開放性行業標準。該標準旨在為Chiplet技術提供一個通用的、可互操作的高速互聯解決方案，以促進不同廠商生產的Chiplet之間的互連互通。
新規范通過運行時重校準、擴展邊帶傳輸等技術創新，旨在提升多芯片系統封裝設計的能效與靈活性。
性能突破：

支持 48 GT/s 與 64 GT/s 數據傳輸速率
通過映射協議實現連續傳輸（Raw Mode），確保 SoC 與 DSP 小芯片間無中斷數據流

能效優化：

運行時重校準技術：復用初始化狀態實現操作中鏈路調節，降低動態功耗
快速節流與緊急關斷機制：通過漏極開路接口（open-drain I/O）發送系統級即時通知

系統管理增強：

邊帶信道延伸至 100 毫米，支持更靈活 SiP 拓撲
優先級邊帶數據包：為時間敏感型系統事件提供確定性低延遲信令
預載固件標準化：通過管理傳輸協議（MTP）加速初始化流程

兼容性保障：

完全后向兼容所有舊版 UCIe 規范
可選管理功能模塊化設計，避免芯片資源浪費

UCIe 2.0 規范2024年8月， UCIe聯盟宣布發布2.0規范。 UCIe 2.0 規范增加了對標準化系統架構的支持，以實現可管理性，并全面解決了跨多個chiplets的 SIP 生命周期（從分類到現場管理）的可測試性、可管理性和調試 (DFx) 設計挑戰。可選的可管理性功能和 UCIe DFx Architecture (UDA) 的引入，包括每個芯片內的管理結構，用于測試、遙測和調試功能，允許通過靈活統一的 SIP 管理和 DFx 操作方法實現與供應商無關的芯片互操作性。
【UCIe 3.0發布，數據傳輸速率翻倍至64GT/s】此外， 2.0 規范支持 3D 封裝，與 2D 和 2.5D 架構相比，可提供更高的帶寬密度和更高的功率效率。 UCIe-3D 針對混合鍵合進行了優化，凸塊間距可適用于大至 10-25 微米、小至 1 微米或更小的凸塊間距，從而提供靈活性和可擴展性。
另一個功能是針對互操作性和合規性測試優化的封裝設計。合規性測試的目標是根據已知良好的參考 UCIe 實現來Device Under Test (DUT) 的主頻帶支持功能。 UCIe 2.0 為物理、適配器和協議合規性測試建立了初始框架。
UCIe 2.0 規范的亮點：

全面支持具有多個chiplets的任何系統級封裝 (SiP) 結構的可管理性、調試和測試。
支持3D封裝，顯著提升帶寬密度和功率效率。
改進的系統級解決方案，其可管理性被定義為chiplet堆棧的一部分。
針對互操作性和合規性測試優化的封裝設計。
完全向后兼容 UCIe 1.1 和 UCIe 1.0 。

UCIe 聯盟總裁兼三星電子公司副總裁 Cheolmin Park 表示：“UCIe 聯盟支持多種芯片，以滿足快速變化的半導體行業的需求。 UCIe 2.0 規范在之前的版本基礎上開發了全面的解決方案堆棧，并鼓勵芯片解決方案之間的互操作性。這又是聯盟致力于蓬勃發展的開放芯片生態系統的又一例證。 ”
UCIe 1.0及1.1規范UCIe 1.0 是一個“起點”標準，定義了芯片到芯片之間的I/O物理層、協議和軟件堆棧等關鍵方面。 UCIe 1.0利用了PCIe和CXL兩種高速互連標準，為Chiplet之間的互連提供了標準化的解決方案。 UCIe 1.0協議主要適用于標準封裝（2D）和先進封裝（2.5D），而不支持3D封裝。
UCIe 1.1是UCIe 1.0的升級版，它在保持與UCIe 1.0向后兼容的同時，引入了一系列有價值的改進和增強功能。這些改進主要包括：

擴展可靠性機制：UCIe 1.1將可靠性機制擴展到更多協議，并支持更廣泛的使用模型。
針對汽車應用的增強功能：鑒于汽車行業對采用UCIe技術的小芯片的巨大市場需求， UCIe 1.1中包括了針對汽車應用的其他增強功能，如故障分析和運行狀況監控，并支持低成本封裝實現。
新用途和成本優化：UCIe 1.1規范還探索了具有完整UCIe協議棧的流媒體協議的新用途，包括同時支持多協議和端到端鏈路層功能。此外，通過新的凸點圖優化，高級封裝的成本得到了有效降低。
增強合規性測試：UCIe 1.1規范詳細說明了體系結構規范屬性，以定義將在測試計劃和遵從性測試中使用的系統設置和寄存器，從而確保了設備互操作性。

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