4月2日，由台北电脑协会举办的“台湾半导体日论坛”（2024 Taiwan Semiconductor Day）在日本东京召开。前台积电副总裁、国立清华大学半导体研究学院院长林本坚博士在论坛上公开表示，半导体技术已经进化，无法由单一国家垄断。
△由左至右：台北电脑协会副总干事杨樱姿、爱普董事长陈文良博士、力积电董事长黄崇仁博士、国科会主任委员吴政忠、国立清华大学半导体研究学院院长林本坚博士、《芯片岛上的光芒》作者暨今周刊顾问林宏文
据介绍，此次“台湾半导体日论坛”吸引了超过四百位日本及中国台湾的专业人士共同参与，涵盖多家日本及中国台湾重量级科技大厂。
中国台湾国科会主任委员吴政忠在开场致辞中表示，随着AI、智能电动车的崛起与快速发展，半导体与AI已经成为驱动全球科技产业发展的核心，也成为各个国家的重要战略产业。目前中国台湾的半导体及ICT产业在全球具有举足轻重地位，因此也成为了全球各国发展半导体产业的合作对象。
而为了为持续建构中国台湾半导体产业优势，国科会在2024年推动“芯片驱动台湾产业创新方案”，推动全产业加速创新突破。该方案有四大布局，包括：“结合生成式AI+芯片带动全产业创新”、“强化台湾培育环境吸纳全球研发人才”、“加速产业创新所需异质整合及先进技术”、“利用硅岛实力吸引国际新创与投资来台”。希望能在未来5年内，在台培育更多IC设计新创公司，同时也欢迎日本产业跟中国台湾半导体供应链合作，拓展全球产业数字化转型商机。
黄崇仁：透过Fab IP与3D WoW技术，助力Edge AI芯片
晶圆代工大厂力积电董事长黄崇仁则认为，中国台湾晶圆代工产业领先全球，可以通过晶圆代工经验、技术的支持，协助各国参与方兴未艾的AI科技革命，并借重3D堆叠式DRAM/逻辑芯片构架，提高內存带宽、降低运算耗能，以低成本优势加速普及Edge AI应用。
黄崇仁指出，力积电特别制订Global Link全球策略，将该公司近30年的晶圆厂建造、运营经验、技术，以Fab IP的崭新商业模式，配合各国政经环境需求，协助导入半导体制造资源，并借此激励不同地区人才发挥创意、实现技术商业化，以区域文化特色、在地智慧参与AI科技革命所衍生的无限商机。
鉴于先进国家科技巨头大举投入AI云端大型数据中心的趋势，黄崇仁透露，针对中小企业、家庭以及特定场域、用途的Edge AI市场，力积电推出的3D WoW技术可以提升內存数据传输效率，并降低传输所需耗电量，通过堆叠一片到多片DRAM芯片，不仅可将数据传输效率提升10倍，耗电量也比2.5D CoWoS封装要低许多，更是传统运算构架的1/10，同时，也方便IC设计业者开发单芯片AI电脑（Single Chip AI Computer）。
据了解，使用力积电单层DRAM、逻辑芯片的3D WoW构架，所设计的AI图像/视频处理单芯片电脑系统，即能满足车用图像、安全监控、无人机、人脸识别等需求，且提供低功耗、高TOPs运算性能。
针对生成式AI（GenAI）与大型语言模型（LLM）运算用的AI芯片，则可以通过力积电多层DRAM的3D WoW技术，不仅能处理超过4GB的LLM模型，更可以在低功耗环境下运作，提供Edge AI高效能运算能力，可适用到各类需要生成式AI与LLM运算的小型AI系统及语音控制应用。
林本坚：半导体技术已经进化，无法由单一国家垄断
林本坚博士专题演讲时表示，浸润式微影和极紫外光微影技术，是量产10nm以下半导体的关键。制程工艺从5微米发展到5纳米，走了21个技术世代，不仅把集成电路的周距缩小到千分之一以下，也把线路面积缩小到百万分之一。而在光刻制程微缩的过程当中，搭配使用的曝光光源波长也越来越短，从汞灯光源（436nm）一路缩小到极紫外光EUV（13.5nm）。
林本坚指出，浸润式光刻技术是让制程可以继续微缩的关键之一。在2002年的演讲中，林本坚就曾宣布通过以水为介质的193nm浸润式光刻技术。193nmd的光源通过超纯水的折射率（1.44）可以产生134nm波长的光，可以提高光刻分辨率，突破了当时157nm干式光刻机路线的限制，并且没有氟化钙质和量的问题，不需要把光经过的空间充满氮气，也不需要研发157nm可用的光罩保护膜，并且解决了光阻吸收率与抗蚀刻率的问题。
随着浸润式光刻技术突破，让半导体制程一路从65nm微缩到45nm以下，并且把摩尔定律延伸了6个世代（12年），从45nm、28nm、20nm、16nm、10nm，延伸至7nm世代。
而EUV光刻技术则进一步将半导体制程工艺延伸到了5nm、3nm，乃至2nm，而且还在继续延伸中。而EUV光刻的重点在把光的波长缩短到13.5nm，以提高分辨率。目前因波长剧烈地缩短所引出的各种困难已得到适度的解决，但仍有许多可研发改进的机会。
对于目前美国联合日本、荷兰对于半导体进行出口管制的做法，林本坚表示，半导体科技已经进化到不是任何一个国家可以全部垄断，仅半导体设备也包括了设计、光源、材料、蚀刻、沉积、检测、量产等不同关键技术，分布在美国、荷兰、德国、日本、中国台湾、韩国等国家，所以是无法由单一国家进行半导体科技垄断的。
爱普科技董事长陈文良博士则在主题演讲中表示，高性能计算（HPC）是AI运算快速成长的重要应用，然而HPC发展过程中，有两朵“乌云”要处理，分别是內存宽带限制与能量宽带限制。內存宽带限制主要是指当GPU运算速度持续加快的情况下，內存宽带因构架限制无法快速提升，使得GPU在AI运算数据传输上受限。而能量宽带限制，则是因为供电电压越来越低的同时，电流越来越大的趋势下的供电困难。
陈文良指出，透过力积电3DIC异质晶圆堆叠WoW技术，以及VHM（Very High-bandwidth Memory）技术，可以针对高性能应用如AI、HPC、数据中心等应用提供定制化高带宽、低功耗內存，可以在6GB的容量下提供超过12TB/s以上的带宽。并且在3DIC的HPC构架中，已经证实可以提供10倍的內存带宽，未来甚至可以提供一千倍的內存带宽。而芯片耗能方面，也因为是3DIC界面，能量宽带增加不会快速成长，确保芯片运算耗能不会爆涨。同时，3DIC构架也可以缓解供电的困难。
林宏文：面对地缘政治，日台需加强半导体合作
《晶片岛上的光芒》作者林宏文专题演讲时表示，台积电熊本投资案JASM（Japan Advanced Semiconductor Manufacturing），是通过日本合作伙伴与供应链的合作，因此才能在很短时间内完成建厂，比台积电美国厂建厂速度快很多，也让全世界科技界人士都感到讶异。
林宏文认为，台积电熊本厂JASM之所以重要，除了JASM股东索尼、丰田将明显受益外，未来将和台积电过去许多合作伙伴如苹果、英伟达、博通及联发科一样，都会从一流企业成长蜕变为超一流企业，此外也可以促成日本半导体业的复兴，对日本本身很强的半导体设备及材料等产业方面也会大有助益，将会带动日本汽车、机器人、自动化等产业的发展。
林宏文也预期，JASM将是台积电海外布局中成功机会最大的案子，将超过美国及德国，更是台积电布局全球的重要一步，对中国台湾其他产业都有重大示范，并彰显出日台双方从互补、互利到互信的联盟基础，是日台合作最具指标性的案例。
面对地缘政治的挑战，林宏文认为日台联盟是最佳组合，因为Chip4当中，台日双方最为互补，中国台湾产业以代工为主，日本则以品牌发展为先；日本半导体设备材料强，中国台湾则是制造领先。信息电子产业变化快，日台联盟可以协助日本争取最大商机，而且不只半导体，日台其他产业都有合作发展机会，台积电进军日本不是黑船再现，因为台湾是全世界的朋友，追求的是双赢，不是取代别人的新霸权。
编辑：芯智讯-浪客剑 来源：台北市电脑公会
