【导读】自从摩尔定律提出后，一直以迅猛的速度推动科技进步。过去的摩尔定律通过半导体制程的微缩，每隔约二年时间，在同样的芯片面积上，电芯片的数量将增加一倍。时至今日，半导体制程已接近物理极限，这导致半导体生产的复杂度增加和制造成本上升。为寻找新技术的成长机会，半导体产业必须找到可行的技术进步方向。
自从摩尔定律提出后，一直以迅猛的速度推动科技进步。过去的摩尔定律通过半导体制程的微缩，每隔约二年时间，在同样的芯片面积上，电芯片的数量将增加一倍。时至今日，半导体制程已接近物理极限，这导致半导体生产的复杂度增加和制造成本上升。为寻找新技术的成长机会，半导体产业必须找到可行的技术进步方向。
研究人员开始提出深度摩尔（More Moore）、超越摩尔（More than Moore）和新元件（Beyond CMOS）。深度摩尔和新元件属于技术突破，技术实现时间不确定性高。
深度摩尔是指持续在制程技术上创新，推动集成电路的线宽持续缩小，由于半导体制程已接近物理极限，制程微缩面临着愈来愈复杂的技术难题，导致技术突破时程不确定性增加。
新元件主要目的为开发出有别于CMOS的新型开关元件，以处理数据。通过开发出具有更高性能、更低能耗、更高功能密度、稳定且适合大规模生产的元件，增加芯片的运算能力。找寻更好的元件属于未来的探索，具极高的不确定性。
超越摩尔是通过封装技术的创新，将不同制程的产品整合在同一封装中，辅以芯片间高速传输技术，以实现过去单芯片的效能。此技术不仅将不同制程的产品整合至一个封装，也可整合不同的芯片，使芯片具备多样化的功能。超越摩尔还强调制程优化和系统算法优化的创新，以提升整体系统性能。虽然不同技术研发方向代表不同的机会和挑战，但从目前状况评估，超越摩尔的技术路线是满足功能需求下最符合商业效益的路径。
实现科技目标的道路不只是一种方式。人类都市化过程中，透过将模组化居住空间单元，垂直堆叠居住空间的公寓或大楼，可以在相同土地面积下容纳更多的人口，半导体制程也是如此。当制程微缩面临重大科技挑战时，为实现技术目标，透过封装技术的革新，是推动半导体持续进化的重要途径。制程创新不再仅局限于特定尺寸的缩小，而是通过新颖的封装技术，以超越平面结构来提升系统的整体性能和功能多样性。
小芯片模式主要包含同质整合及异质整合两种模式，同质模式指将先设计两颗至多颗芯片，再用高阶芯片整合技术接合成一个大芯片；而异质模式则是将不同类型的芯片，如逻辑芯片、存储芯片等以进行整合。
例如苹果与台积电合作的自订封装技术UltraFusion，连接两个M2 Max芯片推出M2 Ultra，属于小芯片的同质模式；而整合CPU、AI 加速器与存储的AI芯片，属于小芯片的异质模式。AMD 2020年推出小芯片产品，根据资料显示，以小芯片生产的成本，在14奈米的情况下，相较于系统单芯片（SoC）设计方式节省近50%。
半导体产业正处于新的黄金时代，这个时代的芯片制造需要从传统晶圆代工模式思维转变成系统晶圆代工。只有通过小芯片技术与有效的整合芯片，才能满足运算及多种应用场景的需求。
经济部产业技术司致力推动半导体领域科技研发，确保台湾半导体技术领域在AI、高速运算（HPC）和物联网（AIoT）等市场中抓住商机，并积极研发芯片异质整合技术，强化芯片多元能力，如感测、光通讯等。透过科技专案计划兼顾小芯片核心技术开发、异质整合与系统整合等技术，协助台湾的半导体产业掌握市场的新蓝海商机。
小芯片模式不仅带来成本优势，也带来跨域应用的可能性，小芯片技术更适用于物联网、嵌入式系统等複杂环境。透过小芯片技术，半导体产业能更灵活将芯片整合到不同的应用中，提供更多样化的产品解决方案。
随着半导体制程创新和小芯片技术的发展，以及AI技术的逐渐成熟，整合AI与物联网的AIoT迎来更多的市场机会。AI加持让物联网装置实现更多的智慧城市、智慧交通、智慧医疗与智慧生活等多种场景的应用。
创新的人机互动模式，跨越虚实的界线将带来更多市场机会。科技专案持续支持工研院与业界，推动制程创新提升半导体跨域应用的优势，透过产品整合、实地应用推动以及科技与生活融合等多方面，让科技改善民众的生活。
半导体制程创新带来的跨域应用不仅涵盖人们生活，更包含基础如能源获取、无线充电等，半导体产业将通过制程的创新和功能多样性，为新兴领域的发展提供重要支持。在制程创新和跨域应用的推动下，半导体产业有望引领未来的科技潮流，开创更繁荣的未来。
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