【导读】在智慧型手机普及后,世界进入了无所不在运算(Ubiquitous Computing)时代,人工智慧及高效能运算(AI/HPC)、自驾车和物联网、5G及边缘运算(edge computing)等新应用,成为推动半导体未来成长主要应用。因为要使用多功能且高效能晶片,新一代的高速运算晶片不再单纯追求制程微缩,而是开始採晶片堆迭的3D封装及系统级封装(SiP)架构,整合多种不同的晶片来扩充其功能与效能,代表异质晶片整合已成为不可逆的趋势。
摩尔定律及第四硅世代(Si 4.0)演化一览
钰创董事长卢超群很早就看到摩尔定律推进即将放缓,所以近几年一直提倡异质整合(Heterogeneous Integration)的概念。随着IEEE在2月推出异质整合的发展蓝图,半导体业界开始全力朝异质晶片整合方向发展。
卢超群也提出异质整合将是第四硅世代(Si 4.0)的看法。他表示,Si 4.0世代就是要充份利用异质整合技术,结合半导体和应用系统终端,实现全球半导体产业的产值达到1兆美元目标,亦即让摩尔定律不死,制程技术可持续微缩及走下去。
根据卢超群的说明,第一硅世代(Si 1.0)是平面制程的微缩,像是由90奈米微缩到65奈米等;第二硅世代(Si 2.0)採用3D电晶体的鳍式场效电晶体(FinFET)来延续摩尔定律前进;第三硅世代(Si 3.0)则已开始採用封装技术,将不同晶片整合成为同一颗晶片,利用採用系统级封装(SiP)来达到目标,或是台积电採用的CoWoS或整合扇出型晶圆级封装(InFO),由晶圆制程来达成同样目标。
至于Si 4.0的异质整合则是将包括处理器、记忆体、绘图晶片等不同3D晶片,并将镜头及感测器、微机电、生物辨识感测、射频元件等,共同整合为单颗晶片或奈米系统(nano system)。如5G时代的传输晶片若採用异质整合技术,就可把晶片及天线直接整合为一。
卢超群强调,半导体不再是线性微缩去创造价值,而是以异质整合把价值放大,异质整合已成为21世纪系统级晶片主流技术,未来30年就会是Si 4.0的时代。
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