芯耀
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臺(tái)積電（中國(guó)）總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球
12月22日，在無(wú)錫舉辦的“中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)2021年會(huì)暨無(wú)錫集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇（ICCAD 2021）”上，臺(tái)積電（中國(guó)）總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球帶來(lái)主題演講《全球版導(dǎo)體展望》，分享了對(duì)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的深度、前瞻性的思考，以下為演講全文：
半導(dǎo)體不只是用在各位的生活中，事實(shí)上半導(dǎo)體也開(kāi)始解決很多科學(xué)的難題，以現(xiàn)在的疫情來(lái)講，中國(guó)以及全世界的人民在過(guò)去幾千年，經(jīng)過(guò)了很多疫情，包含天麻，包括禍亂，包括瘟疫、鼠疫，古代的人只能，一個(gè)是跑，躲的遠(yuǎn)遠(yuǎn)的，一個(gè)是把東西燒掉?，F(xiàn)在隨著半導(dǎo)體的發(fā)展，我們已經(jīng)可以在很快的時(shí)間里克服疫情，甚至回避到疫情，各位如果記得很清楚，前一陣的埃博拉病毒，從病毒發(fā)現(xiàn)，到生產(chǎn)出疫苗，總共花了5年時(shí)間，2019年疫苗才出現(xiàn)，可是這次新冠肺炎，我們很欣喜地看到，病毒出現(xiàn)之后，一年內(nèi)就有很多疫苗，包括中國(guó)的滅活疫苗出現(xiàn)，在這個(gè)事情上半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)揮了不可磨滅的貢獻(xiàn)，我們運(yùn)用高速計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析方式，讓科學(xué)家在很快的時(shí)間里做出有效的疫苗，這只是其中一個(gè)例子。
各位可能還不知道，現(xiàn)在半導(dǎo)體用的最大的、最有效的，過(guò)去要把氨基酸卷折成蛋白質(zhì)需要實(shí)驗(yàn)好幾個(gè)月，甚至好幾年的時(shí)間，可是現(xiàn)在進(jìn)入大數(shù)據(jù)分析、高速計(jì)算以及人工智能的協(xié)助，在系統(tǒng)上，在計(jì)算上，可以在幾天內(nèi)完成過(guò)去科學(xué)家好幾年才能做成的事情。這個(gè)方式對(duì)未來(lái)我們?cè)谛滤幍难邪l(fā)上會(huì)有很快速，而且很有效的貢獻(xiàn)，這樣的技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了，而且在普遍的應(yīng)用當(dāng)中。
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過(guò)去一年多的時(shí)間里，各位可以很欣喜地發(fā)現(xiàn)到數(shù)字化的轉(zhuǎn)型，我們?cè)诙潭桃荒陼r(shí)間里，可能完成原來(lái)計(jì)劃十年才能完成的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，各位現(xiàn)在在疫情期間，都是在遠(yuǎn)程辦公，在家里娛樂(lè)，孩子在家里上課，你也在家里做各式各樣的采購(gòu)或者是消費(fèi)。這樣的事情，原來(lái)預(yù)計(jì)人類要花十年的時(shí)間才能完成，可是因?yàn)橐咔?，我們被迫，也是很開(kāi)心地馬上擁抱了數(shù)字化世界。而且我想各位在各個(gè)媒體上也看到了，中國(guó)人民擁抱數(shù)字化的改變以及擁抱新技術(shù)，是最熱情，而且是最有效的，依據(jù)現(xiàn)在我們的統(tǒng)計(jì)，明年全球GDP成長(zhǎng)里面，會(huì)有超過(guò)2/3是來(lái)自于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的GDP增幅貢獻(xiàn)，我們可以看到這個(gè)世界未來(lái)數(shù)字化轉(zhuǎn)型會(huì)急劇加速，而且會(huì)讓各位的生活越來(lái)越方便，越來(lái)越美好。
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在疫情期間，半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展還是沒(méi)有減緩，依舊依照著原來(lái)的步調(diào)持續(xù)前進(jìn)，各位可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)摩爾定律在減速或者是在逐漸消失，可是事實(shí)上，臺(tái)積電用我們的工藝證明了摩爾定律持續(xù)在往前推進(jìn)，臺(tái)積電的7納米是在2018年推出的，5納米是在2020年推出的，我們?cè)?022年會(huì)如期推出3納米的工藝，而且我們2納米的工藝也在順利研發(fā)。各位知道，看半導(dǎo)體是否進(jìn)入下一個(gè)時(shí)代，主要看三個(gè)，一個(gè)是速度性能，二是功耗，三是面積?？醋钌厦娴臄?shù)字，我們從7納米到5納米，從5納米到3納米，單位面積里面放下晶體管數(shù)和過(guò)去一樣，成長(zhǎng)1.7到1.8倍，性能部分也和過(guò)去幾個(gè)時(shí)代一樣，速度會(huì)提高超過(guò)10%。功耗的部分也和過(guò)去一樣，同樣性能、速度情況下，功耗減低20%，疫情期間，我們持續(xù)推進(jìn)工藝發(fā)展。
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因?yàn)榧夹g(shù)工藝對(duì)世界的影響越來(lái)越中，今年臺(tái)積電的7納米工藝也得到了國(guó)際電基電子協(xié)會(huì)的“年度最佳創(chuàng)新獎(jiǎng)”，我們做出來(lái)的工藝不是單純的工藝，它會(huì)轉(zhuǎn)換成芯片，它會(huì)轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品，轉(zhuǎn)換成對(duì)人類有用的東西。我們?cè)?020年之前，也就是在2019年的12月31號(hào)之前，在全世界已經(jīng)批量生產(chǎn)150種產(chǎn)品，超過(guò)10億顆芯片，所以這是完全可以批量化生產(chǎn)，而且造福人類技術(shù)的突破。
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講到未來(lái)，我們講半導(dǎo)體技術(shù)，有幾個(gè)核大的著重點(diǎn)：一是性能能不能提升，速度是不是能變化；二是功耗能不能降低，更省電，不要消耗太多的能源；三是面積能不能變??；四是能不能提供一個(gè)完整的平臺(tái)，我等一下會(huì)介紹什么是完整的平臺(tái)，完整的平臺(tái)才能做出一個(gè)完整而高效的平臺(tái)；五是產(chǎn)品質(zhì)量要非常穩(wěn)定，做出來(lái)的產(chǎn)品要非常的安全。
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第一，性能部分。現(xiàn)在手機(jī)性能跟過(guò)去不可同日而語(yǔ)，平板也是一樣，電腦也是一樣，家庭娛樂(lè)的電視也是一樣，它的質(zhì)量和速度都不是過(guò)去能比擬的，包含網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，而且現(xiàn)在各位也可以看到有很多AR、VR產(chǎn)品問(wèn)世，過(guò)去AR、VR產(chǎn)品后面要拉根電線，很難看，而且沒(méi)有用，現(xiàn)在已經(jīng)因?yàn)楣牡臏p低，做出了穿戴式產(chǎn)品，包括很喜歡用無(wú)人機(jī)拍照片，這也是HPC發(fā)展的很大的標(biāo)志。
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第二，卓越的節(jié)能技術(shù)。要降低功耗，把它變成隨時(shí)可以穿戴的產(chǎn)品，臺(tái)積電也積極發(fā)展低漏電工藝、高效射頻工藝、嵌入式記憶體，再加上我們也致力于發(fā)展第三代半導(dǎo)體，讓所有的能源轉(zhuǎn)化效率不斷提升，這樣的技術(shù)我們統(tǒng)稱叫ULtro-LOW Power Platform，我們希望在性能提高的同時(shí)，不會(huì)提高耗電量。
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第三，完整、全面的工藝平臺(tái)。各位收集里面一定有一個(gè)主芯片，有一個(gè)射頻芯片，有能源管理芯片，有攝象頭芯片，只有這些芯片集合在一起，才能做出一個(gè)有用的產(chǎn)品，所以我們發(fā)展的工藝，不只是所謂的數(shù)字化，還同時(shí)發(fā)展類比信號(hào)工藝、低電壓、射頻、嵌入式記憶體、各式各樣電源管理工藝，同時(shí)還要做跟人做界面的技術(shù)，包括光技術(shù)、影像技術(shù)，另外聲學(xué)技術(shù)，要有聲學(xué)感知方式，要有移動(dòng)感知方式，所以各位在移動(dòng)的時(shí)候，帶著手機(jī)都可以知道東西南北在哪里，最后還要可以測(cè)心跳、血壓，這些東西和計(jì)算結(jié)合在一起，才能讓你知道對(duì)你的人生是有改善的，是有用的，是能讓你快速和別人建立連接的。完整、全面的工藝平臺(tái)，對(duì)我們非常重要，不僅是邏輯的工藝，摩爾定律只是談28nm，談16nm，談7nm，不是這個(gè)樣子的，現(xiàn)在最新的Electrjcal工藝只做到28，我覺(jué)得各個(gè)平臺(tái)的工藝要齊頭并進(jìn)，才能做出有效而好用的產(chǎn)品。
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最后，這是我們臺(tái)積電最新剛推出的N5A工藝，汽車電子是全世界最講究安全性、可靠性的一種工藝技術(shù)，它會(huì)用在輔助駕駛、智能座艙，或者是未來(lái)自動(dòng)駕駛上，它的安全性非常重要，它要跟前面講的縮放、省功耗有區(qū)別。我們?cè)诿髂?月會(huì)推出5nm汽車電子工藝平臺(tái)，這是接續(xù)我們?cè)?6nm、7nm之后的工藝，同樣我們的工藝都會(huì)達(dá)到AEC-Q100、ISO26262、IATF16949的汽車工藝規(guī)格，臺(tái)積電會(huì)一步一步把它做出來(lái)。
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講完應(yīng)用之后，我再講晶體管技術(shù)，晶體管技術(shù)往前推進(jìn)有幾個(gè)部分，一是晶體管結(jié)構(gòu)改變，一個(gè)是做晶體管的材料，我們有二維原材料的特性，逐漸用在晶體管上，變薄了，電量控制的好，它可以做的越來(lái)越好，而且速度越來(lái)越快，我們會(huì)齊頭并進(jìn)。
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另一個(gè)是3D封裝，各位一直說(shuō)摩爾定律是每?jī)赡?，單位面積里面晶體管數(shù)翻一番，變成兩倍，可是有一個(gè)技術(shù)，剛才戴偉民博士提到的臺(tái)積電一直在做的3D封裝技術(shù)，它可以讓晶體管單位體積放的經(jīng)營(yíng)管舒成倍數(shù)增長(zhǎng)。這是臺(tái)積電已經(jīng)做了很多年，而且已經(jīng)大批量生產(chǎn)的技術(shù)，我們的技術(shù)大概做了超過(guò)十年，而且在很多的產(chǎn)品上大批量生產(chǎn)。各位如果在一些產(chǎn)品公司的發(fā)布會(huì)上，看到他拿出來(lái)的封裝，很大一個(gè)，3D封裝大概是832平方毫米，面積只要大于2公分，它的芯片拿出來(lái)，基本上就是用臺(tái)積的2.5D封裝或者3D封裝技術(shù)做出來(lái)的，包括美國(guó)的公司，包括之前在公司的幾個(gè)公司，都曾經(jīng)拿出過(guò)大于2公分長(zhǎng)×2公分長(zhǎng)的封裝。我們會(huì)持續(xù)看到更多的，新的，小的，高性能的產(chǎn)品，持續(xù)用3D封裝的方式推出到市面上。
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整個(gè)集成電路技術(shù)發(fā)展大概分成三個(gè)方向，第一個(gè)是晶圓制造晶體管結(jié)構(gòu)部分，我們叫做晶體管的微縮。第二個(gè)是3D集成，我們把很多芯片堆集起來(lái)，做成一個(gè)立體式晶圓結(jié)構(gòu)。第三個(gè)是軟件與硬件協(xié)同化設(shè)計(jì)，當(dāng)你在定義一個(gè)產(chǎn)品的時(shí)候，你就讓硬件跟軟件的人一起思考這個(gè)問(wèn)題，在程式化的時(shí)候切割成一個(gè)一個(gè)期塊，就把整個(gè)芯片規(guī)格定義出來(lái)，將來(lái)做芯片的時(shí)候就知道我要做哪個(gè)，他要做哪個(gè)，做完之后，每一個(gè)芯片用不同的工藝，這樣就可以由高效的使用3D封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟件。這是集成電路未來(lái)大的發(fā)展方向。
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這是結(jié)果，已經(jīng)出現(xiàn)在紙面上的結(jié)果，我們的Chiplet不斷往前推，最新推出來(lái)的單顆已經(jīng)超過(guò)500億個(gè)晶體管，同時(shí)System Level，目前市面上推出來(lái)的已經(jīng)超過(guò)3000億個(gè)晶體管，這是我們目前已經(jīng)做到了，未來(lái)還會(huì)持續(xù)推進(jìn)。
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這是一個(gè)很大的市場(chǎng)，呼吁剛才戴維民說(shuō)的，各位很有幸處在半導(dǎo)體時(shí)代，我們可以一起為將來(lái)奮斗。
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特別說(shuō)一下，臺(tái)積電持續(xù)投資，共創(chuàng)未來(lái)，過(guò)去一年我們大概投資100到200億的錢在做資本擴(kuò)充，我們從今年開(kāi)始，大幅提升，所以在2021、2022、2023年我們會(huì)投資超過(guò)1000億美金在擴(kuò)產(chǎn)和資本投資上，同時(shí)重視永續(xù)經(jīng)營(yíng)，我們?cè)?025年碳會(huì)達(dá)峰，到2030年碳排放會(huì)回到2020年的水準(zhǔn)，這是超過(guò)世界的水平，到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放。我們將為各位搭建一個(gè)最完整的平臺(tái)，助力各位在半導(dǎo)體事業(yè)上蓬勃發(fā)展
