觀點投書:台積電護國神山將何去何從?

2021-02-18 06:10

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這種信道帶寬的方式,有些專家稱為5G後再無6G,這意味著未來通信的發展只剩下量的擴增,並無實質的技術進步,未來通信的場景,將由以往的人與人通信為主,向人與機器、機器與機器通信為主的方向轉換,這種新場景、新問題和新挑戰,已進入了後香農時代,不僅需要理論的突破和工程技術的發明,還需要數學家發揮核心作用。

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Gorden Moore在1965年預測,芯片上的組件數量將每年翻一番,到了1975年達到驚人的6萬5000個,這是上半個世紀神準的發展,在1975年確證之後,他將摩爾定律放慢為每2年增加1倍,從那時起該定律成為IC發展的軌跡,並且在經濟上芯片增加晶體越多,價格的增幅卻不大或可接受。

近50年來,集成電路技術促進了許多國家的成長,從筆記型電腦、智慧手機、GPS等的普及,到人工智能和基因醫學,儘管近年來發展步伐有些緩慢,但先進的芯片裝有500億個晶體, 更推動了大氣監測系統、量子計算,乃至抗衰老治療和超個性化藥物,主要歸功於快速準確的計算能力。

然而時間似乎到了,摩爾定律也許快衰竭了,晶體再增加於芯片上的可能性越來越困難了,經濟上也陷入困境,高階芯片廠的成本以每年13%的速度增長,而且繼續擴大,芯片也進入了類別更專業化、特定化,而通用的芯片則趨向停滯。

為克服此障礙,例如TSMC利用ASML的極紫外輻射光刻法(EUV)生產了7及5nm並向3及2nm的芯片邁進,但到1nm時是否摩爾定律就完全終止了呢?到那時兔子也只有停下等烏龜趕上了。

台積電應鑽研異質整合技術

有關於此各專家及機構提出多種可行方案,因台積電必須固守IC製造寶座,華為則期望一雪斷晶之苦,作者僅以TSMC與華為的克服策略簡要報導如下:

TSMC首席科學家黃漢森認為有許多道路可走,提出了小晶片、先進封裝等異質整合、3D整合或DTCO(Design & Technology Co-Optimization)等發展選項,TSMC可以自由地對這些技術鑽研,因為各種應用平台所關注的表現不同,所以需要的技術有所差異。

製造者必須衡量客戶的需求、產品的技術及成本等綜合考量下,為客戶提供最佳方案,因此TSMC不得不強化技術的深度與廣度,不要讓自己一直追著摩爾定律跑,而是要跳脫摩爾定律的框架,前面還有更多的道路可以選、可以走,不同於過去單一晶圓代工的內容,例如異質整合需要將2種不同的產品整合在一起,好比邏輯芯片和記憶芯片,其難度在新的IC整合並沒有現成的資料可取供參考,將2種不同產品整合後還能正常操作,是TSMC面對的新挑戰。

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