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UCIe

更新 2026-10-19

定義

UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express,通用小晶片互連)是開放的 Die-to-Die(D2D)互連標準,定義小晶片之間的實體介面與通訊協定。要解的產業痛點是:異質小晶片來自不同代工廠與設計商,若各家自訂介面,會造成重複開發與相容性障礙;統一標準後,不同業者的晶粒可在同一封裝內互通,降低跨業者晶粒整合門檻(AI 晶片封裝講座,kevin 筆記 2026-10-14)。

圖解

flowchart LR
    A["UCIe 1.0(2022)<br>2D 標準封裝 + 2.5D 先進封裝<br>支援 PCIe、CXL、Raw Mode"] --> B["UCIe 2.0(2024)<br>擴展至 3D 封裝與混合鍵合<br>導入 UDA 管理架構"]
    B --> C["UCIe 3.0(2025)<br>32 → 64 GT/s<br>管理通道最長 100mm<br>支援更大尺寸 SiP"]

圖說:UCIe 三代演進(依 AI 晶片封裝講座筆記整理,kevin 2026-10-14;非原廠規格書)。

技術原理

版本 年份 重點
UCIe 1.0 2022 建立共同介面基礎,標準化 Die-to-Die 架構;支援 2D 標準封裝與 2.5D 先進封裝;支援 PCIe、CXL 與 Raw Mode
UCIe 2.0 2024 擴展至 3D 封裝與混合鍵合(見 技術_混合鍵合);導入 UDA 管理架構,整合測試、遙測(Telemetry)、除錯與健康管理
UCIe 3.0 2025 資料傳輸速率由 32 GT/s 提升至 64 GT/s(頻寬倍增);管理通道最長延伸至 100mm;支援更大尺寸與高彈性的系統級封裝(SiP)配置

UCIe 的角色在 技術_Chiplet 架構中是「晶粒之間的共同語言」:2.5D(中介層橫向互連)與 3D(垂直堆疊)兩種配置都可用同一套標準描述,3D 版本依賴混合鍵合的微小接點間距。

關鍵參數 / 判斷指標

指標 意義 觀察重點
傳輸速率(GT/s) 單通道 D2D 速率,3.0 達 64 GT/s 與中介層/基板訊號完整性預算的互動(技術_RDL 頁已記 UCIe 3.0 收緊有機中介層規格)
封裝形態 標準封裝(UCIe-S)、先進封裝(UCIe-A)、3D 決定接點間距與熱預算(技術_光子中介層 頁有光引擎在 UCIe-S/UCIe-A 下的熱比較)
管理通道長度 3.0 延伸至 100mm 支援大尺寸 SiP、多晶粒系統的測試與遙測
協定支援 PCIe、CXL、Raw Mode 決定與既有 I/O 生態相容度

技術瓶頸 / 風險

  • 標準只解決介面互通,晶粒的熱、電、機械應力仍需系統技術協同最佳化(STCO,見 技術_Chiplet)。
  • 速率倍增後,封裝內走線的插入損耗與介電損耗成為瓶頸,帶動中介層與載板材料升級。
  • 3D 版本綁定混合鍵合量產成熟度。
  • 3.5D 與 D2D 能源效率(OCP 2026,MS 2026-10-13):聯發科稱客製 ASIC 規模逼近約 10x reticle,3.5D 整合的 die-to-die 能源效率較傳統 2.5D 約好 10 倍,並預期未來 3-5 年採用增加(另強調客製 HBM、專有 D2D 互連與 DTCO)。來源:報告_MS_OCP峰會2026_20261013
  • 查核(2026-10-19):聯發科 OCP 簡報(報告_OCP2026_聯發科_資料中心晶片效率_20261015)p11、p12 查無「3.5D 約 10 倍 die-to-die 能效」數字,可能出自口述或他源,不當作簡報事實引用;簡報可核對的是 10x+ reticle 目標與 2.5D <10,000 mm²/3.5D 10,000–20,000 mm² 的分界。
  • 以 D2D 介面直接驅動光學元件(如 NPO 的 VCSEL/MicroLED)需主運算晶片端支援,見 技術_NPO。

D2D 標準化尚未收斂,三家 IP/ASIC 廠在 OCP 2026 各有主張,皆為 IP 賣方立場:

廠商 主張 來源
創意(3443_創意電子(市)) UCIe 複雜、多數場景不必遵循;自有 GLink-LL(2.5D)與 GLink-3D 報告_OCP2026_創意_AI運算記憶體連接擴展_20261015
Marvell UCIe 非為 HBM 級頻寬密度設計;推 SBD(64 Gbps/wire、D2D 功耗最多 −75%,尖峰 −42%) 報告_OCP2026_Marvell_客製HBM系統_20261015
聯發科(2454_聯發科(市)) 封裝內仍採 UCIe、Mlink(p11) 報告_OCP2026_聯發科_資料中心晶片效率_20261015

創意簡報 p4 的 2.5D D2D 比較(GUC 自述,GLink-LL 不需 CRC 與重送、BER <1E-30):

項目 UCIe-S UCIe-A GLink-LL
速率(Gbps) 64 64 4–8
功耗(pJ/bit) 1.25 0.75 0.05–0.10
延遲 10ns+重送 10ns+重送 1–3ns

3D 側,GLink-3D 1.0(N6/N5、9 Tbps/mm²、0.2 pJ/bit)、2.0(N2P、50 Tbps/mm²、0.03 pJ/bit)、2.1(N3P/N5、40 Tbps/mm²)創意稱皆 silicon proven 且已用於客戶 AI ASIC(客戶未點名);3.0(N2P、80 Tbps/mm²)執行中。GLink-LL 為低速寬匯流排,速率與功耗屬不同基準的比較,不宜直接視為 UCIe 劣勢。

報告_OCP2026_創意_AI運算記憶體連接擴展_20261015_p4

圖說(創意簡報 p4):2.5D D2D 規格表,UCIe-S/UCIe-A/GLink-LL 的速率、功耗、延遲對照;來源 報告_OCP2026_創意_AI運算記憶體連接擴展_20261015。

關鍵廠商

環節 廠商 角色
先進封裝平台 2330_台積電(市) 3DFabric 聯盟納入 EDA、IP、設計服務夥伴,在設計最前端導入封裝規格
設計服務 3443_創意電子(市)、3661_世芯-KY(市) 3DFabric 聯盟設計服務夥伴;GUC 與台積電的 UCIe-A 驗證見 技術_RDL
IDM/晶圓代工 INTC.US(intel) EMIB-T 等封裝路線支援 UCIe(見 技術_EMIB-T)
系統/晶片 AMD.US(amd)、NVDA.US(nvidia) 多晶粒 AI 加速器的 D2D 互連(見 技術_Chiplet)

相關技術

來源

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