华为海思正在构建的全栈芯粒（Chiplet）生态，是其突破传统芯片设计限制、应对全球供应链挑战的核心战略。该生态覆盖设计-制造-封装-应用全链条，旨在通过模块化、国产化和开放协作实现技术自主与性能跃升。以下是其核心架构与进展：

1. 技术架构：分层解耦与异构集成

（1）硬件层

• 芯粒IP库：
• 建立标准化芯粒模块库，包括：
• 计算芯粒：鲲鹏CPU核（ARM v9）、昇腾NPU（达芬奇架构）
• I/O芯粒：PCIe 6.0/CXL 3.0控制器（14nm国产化）
• 存储芯粒：HBM3控制器（支持3D堆叠）
• 功能芯粒：5G基带（巴龙）、安全加密模块（SM4/SM9）
• 互连标准：
• 兼容UCIe 1.1，同时扩展自研HiLink协议（低延迟模式，延迟<5ns）。

（2）软件层

• 开发工具链：
• HiSilicon Chiplet Studio：支持芯粒拓扑设计、热仿真与信号完整性分析。
• 昇思MindSpore插件：自动优化AI任务在芯粒间的分配策略。
• 操作系统适配：
• HarmonyOS深度集成芯粒调度接口，实现算力动态分配。

（3）封装与制造

• 先进封装：
• 联合长电科技开发3D混合键合（Hybrid Bonding）工艺，线宽≤10μm。
• 试验硅光中介层，为光互连芯粒（2026年）做准备。
• 多源代工：
• 计算芯粒（台积电7nm/中芯国际N+2）+ I/O芯粒（中芯国际14nm）。

2. 生态合作：国产化与开放共赢

（1）国内产业链整合

• 设计端：与芯原微电子合作开发可复用芯粒IP（如DDR5 PHY）。
• 制造端：中芯国际14nm I/O芯粒量产，长电科技提供CoWoS-like封装。
• 应用端：联合比亚迪、蔚来开发车规级芯粒（AEC-Q104）。

（2）标准与开源

• 主导《中国芯粒互连白皮书》：定义国产接口协议与测试规范。
• 部分IP开源：计划开放基础芯粒（如UART控制器）设计，吸引中小厂商参与。

3. 应用场景与案例

4. 挑战与应对

挑战海思策略制程限制7nm以下依赖中芯国际N+2，优先优化封装技术国际标准竞争推动HiLink成为国内主流，兼容UCIe开发者生态开源工具链 + 高校合作计划（如“鲲鹏芯粒奖学金”）

5. 未来路线图（2025-2030）

• 2025年：14nm I/O芯粒全自主量产，推出首款开源基础芯粒IP。
• 2027年：光互连芯粒商用，带宽突破5Tbps。
• 2030年：建成全自主芯粒生产线（设计-制造-封装），国产化率超90%。

华为海思的全栈芯粒生态，正通过技术自主化、生态开放化、场景多元化，重塑全球芯片产业竞争格局。其成败将深刻影响中国半导体产业的自主可控进程。