11月8日，全球最大的技術(shù)信息集團ASPENCORE在中國深圳舉辦全球CEO峰會。來自世界各地的行業(yè)領(lǐng)袖和技術(shù)大咖云集深圳，探討人工智能的沖擊與契機、物聯(lián)網(wǎng)路線圖、聯(lián)網(wǎng)標準之爭等熱門話題，并前瞻改變世界的未來技術(shù)。ZSResmc
鈺創(chuàng)科技（Etron Tech）首席執(zhí)行官、董事長暨創(chuàng)始人、臺灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會理事長盧超群博士（Nicky Lu）在會上發(fā)表了《新興指數(shù)型經(jīng)濟成長：AI加成集成電路之新異構(gòu)集成系統(tǒng)爆發(fā)威力》的演講。ZSResmc
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盧超群博士為全球IC設(shè)計及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)貢獻超過30年，1991年他獲選為國際電機電子學會榮譽會員（IEEE Fellow），1998年憑借在高速動態(tài)記憶體設(shè)計的領(lǐng)先貢獻獲頒IEEE固態(tài)電路獎（IEEE Solid-State Circuits Award)，后于1999年當選美國國家工程學院院士。ZSResmc
硅1.0時代：由摩爾定律開創(chuàng)
盧博士認為，20世紀的硅科技革命奠定了21世紀的基礎(chǔ)，也正在引爆科技多元化的應(yīng)用革命。比如人們常談的云計算、大數(shù)據(jù)、機器學習和人工智能，也包括與人類健康息息相關(guān)的創(chuàng)新基因工程。ZSResmc
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半導(dǎo)體和基因工程的結(jié)合，對抗癌癥。ZSResmc
盧博士表示，10年前人工智能并沒有產(chǎn)生，而今天的出現(xiàn)是因為人類有了這樣的需求，在AI一切的多元應(yīng)用中，半導(dǎo)體正扮演智能核心的角色。但很多預(yù)測顯示，關(guān)乎半導(dǎo)體動能的摩爾定律可能會在2025年終止。ZSResmc
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半導(dǎo)體的第一個時代是硅1.0，摩爾先生曾說，每兩年在單位節(jié)點面積內(nèi)增加1倍晶體管數(shù)量，每一節(jié)點現(xiàn)款微縮0.7倍，30微米至28納米工20節(jié)點，這就是十幾年來促進IC產(chǎn)業(yè)放量積極成長的功臣：指數(shù)摩爾定律。ZSResmc
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硅2.0時代：面積微縮法或?qū)⒔K止于5納米？
然而硅1.0時代終止于28納米節(jié)點，然而從28納米節(jié)點以下，到今日半導(dǎo)體技術(shù)走到7納米世代，這段時間被稱為硅2.0世代。盧博士認為，在硅世代2.0要促成有效摩爾定律(Effective Moore’s Law Economy, EME)以維持經(jīng)濟投資效益，主要依靠面積微縮法則（Area Scaling）。ZSResmc
英特爾率先在22納米上，把晶體管的排列由平放變成鰭型排列，并把控制晶體管流量的柵欄變大，也就是鰭式場效晶體管（FinFET）或是三閘極（Tri-Gate）晶體管。在FinFET工藝架構(gòu)下，線寬微縮不用再做到0.7x，只要0.8x并達到面積縮小0.64即可達到同樣效果；在0.64和0.5之間減少微縮的面積，因為晶體管豎起來后，可以得到更有效地利用，以及豎立式所產(chǎn)生的3度空間來彌補，這樣的做法也可以讓一個單元面積上容納2個晶體管。ZSResmc
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面積微縮明年將把半導(dǎo)體工藝帶入5納米。ZSResmc
硅3.0時代：臺積電“獨吃”蘋果的秘訣
而在硅3.0時代主要依賴體積微縮法則（Volumetric Scaling），是利用底部的面積加上封裝技術(shù)拉出一個3D空間，再回算成單位面積。通過這種做法，摩爾定律的精神再度被延續(xù)。ZSResmc
盧博士舉了個例子，當年鈺創(chuàng)和英特爾合作，做出了第一個堆疊芯片（如下圖），“就像我們到百貨公司坐的電扶梯，不需要等，大家都可以同時傳送，而另一堆疊像是電梯，必須等在外面，等人出來才能進去。所以按照這樣異構(gòu)整合概念，鈺創(chuàng)是想讓大家買到不要封裝的內(nèi)存，品質(zhì)保證10年不壞。”ZSResmc
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在一個非常小的封裝中，做多層的堆疊，目前市場需求很大的3D NAND就是運用此技術(shù)。ZSResmc
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臺積電(TSMC)為什么能夠獨吃蘋果芯片代工訂單？秘訣就在他們的整合扇出式(InFO, Intergrated Fan-Out）封裝技術(shù)。下圖右邊是臺積電用異質(zhì)封裝整合出來的，左邊是大家現(xiàn)在做的，體積上的差距一目了然。ZSResmc
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臺積電所開發(fā)的InFO晶圓級封裝技術(shù)，讓得以用非常薄的層疊封裝(package-on-package，PoP)，結(jié)合大量的I/O焊墊以及為新一代iPhone 的應(yīng)用處理器提供更佳的散熱管理。ZSResmc
InFO平臺的重分布層(re-distributed layer)技術(shù)將硅芯片直接與PCB連結(jié)，不需要額外的基板；盧超群博士表示，臺積電設(shè)計的直通互連通孔(Through Interconnect Via，TIV)能“利用混合性的垂直與水平互連技術(shù)，提供支柱以連結(jié)不同的芯片或零組件；”InFO證實了其短垂直連結(jié)與長水平之間的鏈路，能加速資訊傳輸。ZSResmc
盧博士深入淺出地舉了一個例子：“這就好比蓋房子，一棟4層樓高的公寓，公寓中間的位置有個方形回廊，4邊都有樓梯爬上爬下，回廊中心就是交換情報的地方。在這樣的設(shè)計架構(gòu)下，做了3D堆疊，只不過只有堆4層，晶粒的面積會大一點，但換來扁一點的體積，這就是臺積電的InFO封裝技術(shù)架構(gòu)的奧妙。”ZSResmc
為什么臺積電的InFO設(shè)計，可以成功落實異質(zhì)整合技術(shù)并延長摩爾定律的壽命？就像是在城區(qū)內(nèi)有地鐵網(wǎng)絡(luò)將各個節(jié)點互相連結(jié)，而城鄉(xiāng)間通過高速公路彼此溝通。這樣，通過橫縱兩個維度的交通網(wǎng)絡(luò)，城鄉(xiāng)的溝通變得暢行無阻。蘋果和臺積電的完美表現(xiàn)，完成了”Silicon Age 3.0“的任務(wù)，同時也為我們正在經(jīng)歷的“Silicon4.0”時代暖場。ZSResmc
硅4.0時代：異構(gòu)整合為摩爾定律續(xù)命
來到硅4.0時代，盧博士認為異構(gòu)集成設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)（HIDAS, Heterogeneous Integration Design Architecture System）將大量促進IC創(chuàng)新。比如系統(tǒng)級芯片將采用新的架構(gòu)，使用多度空間布局各類晶粒，他推廣這個概念是因為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)至少必須要脫離對工藝節(jié)點微縮的癡迷；為了取得成長動力，產(chǎn)業(yè)界必須以“不同技術(shù)的異質(zhì)整合”來創(chuàng)新。ZSResmc
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硅4.0時代的特征是把不是半導(dǎo)體但是用硅制成的Nano System產(chǎn)品，借由技術(shù)把周邊MEMS、鏡頭、感測器、生物感測器等都整合進來，不再用線性微縮去創(chuàng)造價值，而是讓終端產(chǎn)品的價值放大，是一種“功能X價值的微縮”概念。ZSResmc
“異構(gòu)集成已成為21世紀系統(tǒng)級芯片的主流技術(shù)，未來30年就是硅4.0的時代，而鈺創(chuàng)科技作為3D芯片技術(shù)的領(lǐng)頭貢獻者，已在2000年生產(chǎn)和銷售內(nèi)存無封裝晶粒（KGDM），迄今達1.8億顆。”盧博士說到。ZSResmc
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IEEE在今年2月也推出了異構(gòu)整合的路線圖（IEEE Heterogenous Integration Roadmap Symposium），盧博士表示，這將再延續(xù)類似摩爾定律的每兩年增加的經(jīng)濟效應(yīng)，全世界都在推動。ZSResmc
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一個個鮮活的例子
盧博士舉了很多個鈺創(chuàng)產(chǎn)品在IoT、VR/AR和自動駕駛中的應(yīng)用，其中這個在外科手術(shù)中的例子讓小編印象深刻。醫(yī)生用無接觸操控技術(shù)進行肝臟腫瘤切除手術(shù)。如果在以前沒有AI視覺的情況下，手術(shù)完成后這個病人可能只剩十分之一的肝臟，而采用了這款3D影像方案動手術(shù)，病人能保存90%的肝臟。ZSResmc
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由于外科醫(yī)生在手術(shù)中要戴手套和口罩，無法交流，所以手勢是最佳人機接口。由于內(nèi)臟一直在蠕動，所以在給人體內(nèi)臟開刀過程中，相當于每分鐘都要做GPS定位。（圖：鈺創(chuàng)）ZSResmc
又是一個跟醫(yī)學相關(guān)的例子，由盧超群博士的兒子——美國麻省理工大學（MIT）生物工程、電子工程與電腦科學副教授盧冠達(Timothy Lu)提供。盧冠達是美國麻省理工學院(MIT)的生物工程、電子工程與電腦科學副教授，也創(chuàng)立了一家合成生物學公司Senti Bio，這家新創(chuàng)公司在今年稍早的A輪募資中籌得5,300萬美元資金。ZSResmc
一顆能監(jiān)測體內(nèi)病變情況的芯片藥丸，首先在與人類基因最為相似的豬身上采用。下圖豬肚中暗紅色的位置就是胃潰瘍的出血點。盧超群表示，未來當病人吞下這種藥丸，它就會扮演在人體內(nèi)收集資料以及提供情報的微型電腦。ZSResmc
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“試想把蛋白質(zhì)當作硬體，DNA則是在上面執(zhí)行的軟體；”他指的是所謂的合成生物電路(synthetic biological circuits)，在細胞內(nèi)的生物性元件被設(shè)計為執(zhí)行模仿電子電路的邏輯功能。這也是盧冠達正專注研究的細胞療法。ZSResmc
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（圖：www.cell.com）ZSResmc
總結(jié)：半導(dǎo)體未來30年更美好
最后盧博士曬出了一張圖，可以看出我們過去花了60年，終于在2017年讓IC產(chǎn)業(yè)1.0產(chǎn)值來到4200億美元（黃色部分）。而圖中綠色代表整合、系統(tǒng)、軟件、電路和芯片的2.0和3.0時代，以及藍色代表的異構(gòu)集成（硅+非硅）4.0時代，令半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來30年前景更加看好，加起來產(chǎn)值將超過一萬億美元。ZSResmc
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“硅4.0世代就是要充分利用異質(zhì)整合技術(shù)，結(jié)合半導(dǎo)體和應(yīng)用系統(tǒng)終端技術(shù)，從而實現(xiàn)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值達到1萬億美元的目標——讓摩爾定律不死，工藝技術(shù)走到1納米的更高目標。”盧博士表示。ZSResmc
ASPENCORE全球雙峰會現(xiàn)場視頻回放
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全球分銷與供應(yīng)鏈領(lǐng)袖峰會直播回看：ZSResmc
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