CESA-2021-3-006《小芯片接口总线技术要求》团体标准（征求意见稿）编制说明

中国电子工业标准化技术协会

一、工作简况

1、项目来源和工作单位

2021年中国电子技术标准化研究院启动了团体标准《服务器固态盘应用性能

测试方法》的研制工作，该标准由中国电子工业标准化技术协会下达立项通知，

立项号CESA-2021-3-006。任务下发后，由中国电子技术标准化研究院牵头，起

草单位包括中国电子技术标准化研究院、中国科学院计算技术研究所、无锡众星

微系统技术有限公司等。归口单位为中国电子工业标准化技术协会和中国电子技

术标准化研究院。

2、主要工作过程：

（一）标准预研

为保证小芯片之间相互连接和通信的互操作性，规范典型应用业务场景的小

芯片接口总线的技术要求，为各种典型芯片的小芯片接口总线设计提供依据，

2021年4月由中国电子技术标准化研究院牵头，联合产业链参与单位对CPU、GPU、

人工智能芯片、网络处理器和网络交换芯片的共性需求进行了调研和分析，初步

确定了制定小芯片接口总线技术要求的标准方案。

（二）标准立项

2021年5月，标准牵头单位中国电子技术标准化研究院和中国科学院计算技

术研究所，联合龙芯、海光、众星微公司、盛科公司、锐杰微公司和牛芯半导体

在中国电子工业标准化技术协会内申请立项，并通过评审，成为协会正式标准制

定项目。

（三）标准编制过程

2021年5-12月，标准编制组组织参编单位启动第一轮标准编制工作。

2021年5月14号标准工作组会议，海光公司林江、新华三半导体任从飞和云

天励飞公司孙刘洋分别介绍了CPU、网络芯片和AI芯片Chip-let的应用场景和需

求。

2021年5月27号东莞面对面标准工作组会议，阿里巴巴、牛芯半导体、锐杰

微公司、芯动科技、无锡众星微分别介绍了各自对小芯片应用场景的理解和构想；

中国电子工业标准化技术协会

标准工作组技术组长李永耀介绍了小芯片标准整体架构的构想，并组织就

Chip-let芯片架构标准的场景范围、协议层次、技术路线（并行/串行）、

Formfactor和标准开发节奏等事项初步达成一致。会议一致决定后续开展应用场

景和封装形式调查，形成Chip-let芯片架构标准范围草案。

2021年6月11号标准工作组会议，工作组技术组长李永耀介绍了《小芯片接

口总线技术要求》0.3版本草案初稿，全体成员进行了充分交流和探讨：目前的

标准草案主要的内容有了也可以讨论的基础，但是细化的技术规格需要继续讨论

明确。需要各个成员单位积极提交技术提案和参与讨论；建议考虑增加MAC层相

关的内容；关于测试相关的内容，在标准的各个章节技术规格制定时需要考虑可

测试性并进行必要的描述；后续单独制定一个配套的测试标准，更好的指导测试

验证工作。

2021年6月25号标准工作组会议，集体讨论了小芯片接口总线技术草案，并

针对各个章节进行了初步的分工建议。海光梁岩介绍了海光CPUChip-let互连信

道电气特性

2021年7月9号标准工作组会议，牛芯半导体何鑫介绍了串行接口电气特性建

议；新华三半导体丁同浩介绍了先进封装技术；山东云海国创云计算装备产业创

新中心有限公司展永政介绍了体系架构及逻辑功能构想。

2021年7月23号标准工作组会议，云海国创介绍了小芯片接口总线技术要求

标准体系架构和逻辑功能上面的一些建议。新华三丁同浩介绍了新华三半导体先

进封装技术的进展和无源通道的基本特性。天数智芯刘璐平介绍了GPGPU小芯片

接口总线应用场景和需求。芯动科技曾令刚和牛芯半导体何鑫分别提出了电气参

数要求的建议，大家进行了集体讨论。

2021年8月6号标准工作组会议，海光梁岩介绍了CPU小芯片无源通道特性并

提供S参数模型文件；云海国创展永政介绍了各种常用编码及实现方式。

2021年9月3号标准工作组会议，芯动曾令刚提出了并行接口实现方案的电气

要求建议，大家进行了集体讨论。

2021年11月5号标准工作组会议，海光林江和云天励飞孙刘洋分别详细介绍

了各自公司对小芯片接口总线的详细技术需求，可以作为进一步细化完善逻辑层

和电气层技术指标要求的参考输入。

中国电子工业标准化技术协会

2021年11月12号标准工作组会议，廖京补充介绍了新华三封装需求，封装形

式为CoWoS和MCM，同时兼顾CoWoS封装和MCM封装两种形式。晶源芯方葛

崇祜介绍了当前Chip-let标准封装章节进度及目前各单位封装需求形式汇总，主

要为MCM、INFO和CoWoS。会议上讨论了封装标准定义封装类型时需兼顾

70%-80%应用覆盖面，封装实施工艺难度应在国内工艺能力经过一定努力后可以

达到相应要求，计划12月中出一个封装要求方面的初版内容再一起讨论。芯和半

导体孙冰介绍并了解了芯和EDA工具及其在各种场景（芯片、封装、PCB）的应

用和优点。芯动曾令刚介绍了当前Chip-let标准电气章节进度，参考时钟、发送

端、接收端和信道都已经有定义；单端串行部分还需要考虑后再完善，针对封装

内部连接的特点，ESD、芯片互连间的速率约定、相应协议的简化可以再做相应

讨论修定。云海国创展永政介绍了当前Chip-let标准编码章节进度，针对封装内

互连的形态是否简化相应的编码形式、DietoDie达到相应的速率时不需要握手

直接寄存器配置等再作讨论修定。

2021年11月18号标准工作组会议，李永耀介绍了PCS层方案的建议方式，大

家进行了集体讨论并一致同意。

2021年11月26号和12月3号标准工作组会议，晶源芯方陈志华介绍了当前

Chip-let封装的主要形式、现状及优缺点；根据现在了解到的信息初步提出联盟

Chip-let封装形式为Fan-Out(ChipLast)及EmbedSiconnection形式；会上还讨

论了国内工艺现状、BT基板是否可纳入标准、产业规划等Chip-let封装问题。云

海国创曹江城介绍了Chip-let标准编码章节更新的flit数据结构、逻辑功能和

具体实现要求；当前定义flit结构为250Byte：236ByteTLP，6ByteDLP，8Byte

CRC；同时具体介绍了TLP,DLP和CRC的结构。李永耀对现有的CXL及PICE标准进行

了分析，针对联盟各单位有不同应该场景需求及传输层协议具有多样的特点，初

步提出联盟Chip-let协议可以借鉴CXLFlit格式方式确保延时小，同时考虑兼容

PCIE；Chip-let之间的互连信道相对来说可控，规范可以定义一个大的框架，给

出一些示例，中间预留一些字段各厂家根据应用自行决定。

2021年12月14号无锡面对面标准工作组会议，大家针对最新版本草案中PCS

层编码方式、电气要求和物理尺寸要求进行了更详细的讨论和修改，形成0.5版

本草案。

中国电子工业标准化技术协会

2022年1-2月，牵头单位中国电子技术标准化研究院和中国科学院计算技术

研究所向编制组内征求标准完善意见，共收到意见10条；同时开展了部分原型验

证工作。

2022年3月，标准编制组完成征求意见稿，并拟向社会征求意见。

3、主要起草人及其所做的工作

本标准由中国电子技术标准化研究院和和中国科学院计算技术研究所牵头

组织编制，参与标准编制的成员单位有晶源芯方(湖北)半导体有限公司、山东云

海国创云计算装备产业创新中心有限公司、无锡众星微系统技术有限公司和芯动

科技（珠海）有限公司；无锡众星微系统技术有限公司负责编写完成了概述、接

口要求和可测试性要求等章节，山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司

负责编写完成了逻辑功能要求等章节，芯动科技（珠海）有限公司负责编写完成

了电气要求等章节，晶源芯方(湖北)半导体有限公司和无锡众星微系统技术有限

公司负责编写完成了物理尺寸要求。中国电子技术标准化研究院牵头负责标准化

工作的组织、协调和标准文本的编制工作。其他成员单位提供了标准所涉及的技

术内容的材料，并全程参与了技术细节的讨论。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

1、编制原则

在编制标准过程中，遵循了以下三项原则。

一是遵循国家法律、法规等相关规定，制定过程严格按照程序执行。本标准

的编制过程经历了标准编制筹备阶段、标准草案编制阶段（草案讨论、编制、内

部征求意见、修改、再征求意见等环节），制定过程严格按照国家标准制定程序

要求。目前是到审定稿的意见征求。本标准的编制严格遵循GB1.1《标准化工作

导则——标准的结构和编写》的要求，并使用中国标准编辑器进行文本的编辑。

二是充分借鉴和吸收国外相关文献和经验。本标准编制过程中，吸收借鉴了

一些国外的技术文献和经验，这些内容虽然没有正式成为国际标准，但已经成为

了业内广泛使用的方法、规范。

三是本标准本着立足于CPU、GPU、人工智能芯片、网络处理器和网络交换芯

片的小芯片接口总线的设计和应用需求，基于最新的技术方案，着眼于未来的发

展，使标准发挥最大的作用。在标准的技术内容编写上充分考虑了小芯片接口总

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线的技术特点和可操作性，从多个方面进行了详细的分析、讨论和验证，以便于

标准能够在实际的应用中得到贯彻实施。

2、确定主要内容的依据

本标准描述了CPU、GPU、人工智能芯片、网络处理器和网络交换芯片应用场

景的小芯片接口总线技术要求，包括概述、接口要求、逻辑功能要求、电气要求、

物理尺寸要求和可测试性要求等内容，并针对每部分要求进行了详细全面的描

述。编制过程中，工作组参考了国内外相关的标准资料。在标准内容确定过程中，

调研了包括CPU、GPU、人工智能芯片、网络处理器和网络交换芯片研制单位、服

务器和网络设备研制单位、物理层模块研制单位及封装测试厂商等多方单位，组

织标准编制单位的代表对整理的材料进行讨论、征求意见，同时进行部分的原型

样机验证技术要求的合理性和可行性，最终形成本征求意见稿。

范围主要包括了支撑分割架构的芯片架构设计的小芯片接口链路层定义、小

芯片接口物理层定义，以及相应的先进封装定义。第一部分描述了本文件适用的

目标和应用场景；第二部分列出了本文件引用的相关文件；第三部分给出了本文

件用到的术语和定义；第四部分解释了本文件中出现的缩略语。第五部分到第十

部分是本文件的核心内容，覆盖从概述、接口要求、逻辑功能要求、电气要求、

物理尺寸要求到可测试性要求。

本标准针对不同应用场景和物理形态的差异，本文件分别从接口技术和物理

尺寸要求两个维度进行了分门别类的界定，有利于实际芯片设计时灵活进行差异

化竞争力设计

3、编制过程中解决的主要问题

本标准在立项前对标准主要内容进行了相对充分的论证，在征求意见稿的编

制过程中，主要针对标准立项草稿进行了梳理和完善，调整了标准的格式和内容。

目前标准的部分相关试验验证仍在进行中。

标准编制中重点讨论解决了三个关键的技术问题：第一个是超低延时的问

题，第二个是国产供应链可获得性的问题，第三个是标准快速推广应用的问题。

针对超低延时问题，标准中通过规定信号调制方式和数据帧格式很好的进行

了解决。1）根据小芯片互连走线距离短、损耗小的特点，标准采用了NRZ信号调

制方式，相对于PAM信号调制方式减少了复杂的二次编解码电路带来的延时，延

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时更小；2）根据延时敏感的缓存流水线数据包特点，标准采用了16字节的传输

时隙方式，完全匹配缓存流水线数据包长度，减少了数据包传输等待和二次组包

的延时，延时更小。

针对国产供应链可获得性问题，标准中通过规定MCM封装和先进封装两种物

理封装形式很好的进行了解决。1）对于互连密度要求不太高的应用场景，可以

采用物理尺寸相对大一些的MCM封装形式，国内封测厂已经具备批量供货能力；2）

对于互连密度要求比较高的应用场景，可以灵活采用多种形态和物理尺寸密度的

先进封装形式，规避了国外特性公司的AIB和CoWoS专利问题，国内晶圆厂和封测

厂可以不断提升工艺制程能力来实现后续批量供货。

针对标准快速推广问题，标准中通过规定灵活的数据帧映射关系很好的进行

了解决。1）芯片厂商如果已经开发的有定制化的小芯片总线命令，只需要重新

开发简单的编解码逻辑功能，就可以映射到新制定的小芯片接口总线标准数据帧

格式上；2）芯片厂商如果采用的是CXL或PCIe等业界常用的接口总线协议，也可

以重新开发简单的编解码逻辑功能，就可以映射到新制定的小芯片接口总线标准

数据帧格式上。采用以上两种方式，芯片厂商均能最大程度的重用已经开发的接

口数字逻辑代码，减少人力投入和研发周期，可以将产品快速推向市场。

三、主要试验[或验证]情况分析

本标准中所选取的定义方式、层次划分和参数测试方法均为业内通用方法，

且认可度较高，因此主要需要验证的内容是逻辑功能和规格参数的合理性，本标

准因涉及的逻辑功能和规格较多，测试验证工作量较大，目前测试验证工作仍在

进行中。从目前测试验证情况看，部分逻辑功能的极端条件仍存在覆盖不全的问

题，部分规格参数也存在可实现不明确的问题，都需要通过征求意见的方式进行

调整。

四、知识产权情况说明

本标准不涉及知识产权问题。

五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果

本标准用于规定CPU、GPU、人工智能芯片、网络处理器和网络交换芯片

应用场景的小芯片接口总线技术要求，可指导各种典型芯片的小芯片接口总线设

计实现。本标准规定了小芯片接口总线的逻辑功能要求、电气要求、物理尺寸要

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求和可测试性要求等具体技术要求，基本能够反映用户对小芯片接口总线应用的

需求，可用于小芯片接口总线的设计和选型。

六、转化国际标准和国外先进标准情况

本标准未采用国际标准和国外先进标准。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

本标准编制文本格式遵循国标本文件按照GB/T1.1-2020。

在国外标准方面，美国Intel公司和ODSA分别制定AIB标准和BoW标准。

1）AIB是并行接口，是一种物理层规范，未包括链路层定义。AIB目前有第

一代标准和第二代标准，除了PHY之外的相关代码是开源的，Intel已经在Stratix

10FPGA系列上应用了该标准。标准规定了接口信号、传输带宽、电气规范、物

理信号排列等，其中AIB第二代标准支持的最大时钟频率为3.2GHz，由于AIB采

用的单端信号速率较低，因此AIB的封装要求必须是EMIB或者是台积电的CoWos，

使封装难度和成本都上升。

2）ODSA的BoW是一个简单、开放和可互操作的物理并行接口，位于两个小

芯片或一个公共封装中的芯片级封装之间，是一种物理层规范。它的设计目标主

要包括：成本低廉、支持跨工艺节点的可移植性（65nm~5nm）、支持现有的或先

进封装技术、低功耗、低延迟、高带宽、向后兼容。BoW同样规定了接口信号、

电气规范、物理信号排列等，其支持的最大时钟频率为8GHz。相对AIB而言，BoW

的定义较为理想，但根据我们和ODSABoW相关人员的沟通，明确不会向我国开放

相关的技术资源。

目前国内暂无相关标准方面。

综上所述，本标准与现行其他标准是协调的。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

无重大分歧。

九、贯彻标准的要求和措施建议

建议列为推荐性标准。

十、替代或废止现行相关标准的建议

无需要替代或废止的现行相关标准。

十一、其它应予说明的事项

中国电子工业标准化技术协会

无。

《小芯片接口总线技术要求》

团体标准编制起草组

2022-3-7

中国电子工业标准化技术协会

一、工作简况

1、项目来源和工作单位

2021年中国电子技术标准化研究院启动了团体标准《服务器固态盘应用性能

测试方法》的研制工作，该标准由中国电子工业标准化技术协会下达立项通知，

立项号CESA-2021-3-006。任务下发后，由中国电子技术标准化研究院牵头，起

草单位包括中国电子技术标准化研究院、中国科学院计算技术研究所、无锡众星

微系统技术有限公司等。归口单位为中国电子工业标准化技术协会和中国电子技

术标准化研究院。

2、主要工作过程：

（一）标准预研

为保证小芯片之间相互连接和通信的互操作性，规范典型应用业务场景的小

芯片接口总线的技术要求，为各种典型芯片的小芯片接口总线设计提供依据，

2021年4月由中国电子技术标准化研究院牵头，联合产业链参与单位对CPU、GPU、

人工智能芯片、网络处理器和网络交换芯片的共性需求进行了调研和分析，初步

确定了制定小芯片接口总线技术要求的标准方案。

（二）标准立项

2021年5月，标准牵头单位中国电子技术标准化研究院和中国科学院计算技

术研究所，联合龙芯、海光、众星微公司、盛科公司、锐杰微公司和牛芯半导体

在中国电子工业标准化技术协会内申请立项，并通过评审，成为协会正式标准制

定项目。

（三）标准编制过程

2021年5-12月，标准编制组组织参编单位启动第一轮标准编制工作。

2021年5月14号标准工作组会议，海光公司林江、新华三半导体任从飞和云

天励飞公司孙刘洋分别介绍了CPU、网络芯片和AI芯片Chip-let的应用场景和需

求。

2021年5月27号东莞面对面标准工作组会议，阿里巴巴、牛芯半导体、锐杰

微公司、芯动科技、无锡众星微分别介绍了各自对小芯片应用场景的理解和构想；

中国电子工业标准化技术协会

标准工作组技术组长李永耀介绍了小芯片标准整体架构的构想，并组织就

Chip-let芯片架构标准的场景范围、协议层次、技术路线（并行/串行）、

Formfactor和标准开发节奏等事项初步达成一致。会议一致决定后续开展应用场

景和封装形式调查，形成Chip-let芯片架构标准范围草案。

2021年6月11号标准工作组会议，工作组技术组长李永耀介绍了《小芯片接

口总线技术要求》0.3版本草案初稿，全体成员进行了充分交流和探讨：目前的

标准草案主要的内容有了也可以讨论的基础，但是细化的技术规格需要继续讨论

明确。需要各个成员单位积极提交技术提案和参与讨论；建议考虑增加MAC层相

关的内容；关于测试相关的内容，在标准的各个章节技术规格制定时需要考虑可

测试性并进行必要的描述；后续单独制定一个配套的测试标准，更好的指导测试

验证工作。

2021年6月25号标准工作组会议，集体讨论了小芯片接口总线技术草案，并

针对各个章节进行了初步的分工建议。海光梁岩介绍了海光CPUChip-let互连信

道电气特性

2021年7月9号标准工作组会议，牛芯半导体何鑫介绍了串行接口电气特性建

议；新华三半导体丁同浩介绍了先进封装技术；山东云海国创云计算装备产业创

新中心有限公司展永政介绍了体系架构及逻辑功能构想。

2021年7月23号标准工作组会议，云海国创介绍了小芯片接口总线技术要求

标准体系架构和逻辑功能上面的一些建议。新华三丁同浩介绍了新华三半导体先

进封装技术的进展和无源通道的基本特性。天数智芯刘璐平介绍了GPGPU小芯片

接口总线应用场景和需求。芯动科技曾令刚和牛芯半导体何鑫分别提出了电气参

数要求的建议，大家进行了集体讨论。

2021年8月6号标准工作组会议，海光梁岩介绍了CPU小芯片无源通道特性并

提供S参数模型文件；云海国创展永政介绍了各种常用编码及实现方式。

2021年9月3号标准工作组会议，芯动曾令刚提出了并行接口实现方案的电气

要求建议，大家进行了集体讨论。

2021年11月5号标准工作组会议，海光林江和云天励飞孙刘洋分别详细介绍

了各自公司对小芯片接口总线的详细技术需求，可以作为进一步细化完善逻辑层

和电气层技术指标要求的参考输入。

中国电子工业标准化技术协会