百年半導(dǎo)體技術(shù)、集成電路 (IC) 也走過(guò) 60 個(gè)年頭,為何需要?jiǎng)?chuàng)新?因?yàn)檫M(jìn)入先進(jìn)工藝后,摩爾定律 (Moore's Law) 縱橫半世紀(jì)的論調(diào):IC 上可容納的"晶體管"數(shù)目,每隔一年半或兩年便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍,已發(fā)生質(zhì)變。當(dāng) IC 線徑微縮,電性干擾隨之放大,晶體管柵極的物理特征尺度不再單純等同于工藝節(jié)點(diǎn)數(shù)值;想讓 IC 效能與工藝演進(jìn)繼續(xù)攜手前行,必須尋思新的信道或堆棧方式,并協(xié)同上、下游設(shè)計(jì)共同優(yōu)化才成!
否則,就算節(jié)點(diǎn)數(shù)值再怎么小,效能增幅還是有限、甚或停滯不前,也難怪總有唱衰摩爾定律的聲音。這也是前幾年業(yè)界大力倡議"可測(cè)試設(shè)計(jì)"(DFT) 和"可制造性設(shè)計(jì)"(DFM) 的動(dòng)機(jī);當(dāng)工藝問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜、要解析的變量越來(lái)越多,人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí) (AI/ML) 自然也堂而皇之進(jìn)駐。除了效能,邊緣 (Edge) 設(shè)備與穿戴裝置的日漸普及,使功耗、效率與芯片外形同樣備受關(guān)注,于是,異質(zhì)整合 (Heterogeneous Integration, HI) 成了熱搜關(guān)鍵詞。
鈺創(chuàng)董事長(zhǎng)盧超群便公開聲稱:摩爾定律只盯住同構(gòu)型整合,但半導(dǎo)體未來(lái)須由 AI X HI X IC 合體發(fā)功。由力晶半導(dǎo)體改組而成的"力晶積成電子"(簡(jiǎn)稱:力積電,PSMC),主張仿效人腦運(yùn)作將處理器與內(nèi)存集成在一起以加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (NN) 運(yùn)算,另有人將腦筋動(dòng)到了對(duì)高帶寬 DRAM 與射頻前端 (RFFE) 做整合;不過(guò),封測(cè)廠日月光認(rèn)為這些只是摩爾的延伸,真正的異質(zhì)整合須是破壞性創(chuàng)新,是"摩爾完全沒考慮到的東西",且要能發(fā)揮杠桿作用。
再者,產(chǎn)業(yè)環(huán)境也不一樣了!以前,整合設(shè)計(jì)與制造商 (IDM) 多半以自有產(chǎn)品為主,但如今"無(wú)晶圓廠"(fabless) 的 IC 設(shè)計(jì)或系統(tǒng)商卻成了他們的大金主。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA) 工具供貨商對(duì)于系統(tǒng)商的崛起,尤其感受深刻,其中不乏信息與傳統(tǒng)機(jī)械大廠;如何讓這些業(yè)者以原有熟悉的程序語(yǔ)言,無(wú)縫鏈接 AI 與電子工程、完善嵌入式運(yùn)算系統(tǒng),正為 EDA 帶來(lái)新一波商機(jī)。有鑒于此,今年 SEMICON Taiwan 國(guó)際半導(dǎo)體展以"More than Moore"作為創(chuàng)新主軸。