在2019海峽兩岸集成電路產(chǎn)業(yè)合作發(fā)展論壇上,，在談到科技對(duì)社會(huì)的影響時(shí),，臺(tái)積電中國區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理陳平說：“每一個(gè)時(shí)期的重大發(fā)明都會(huì)改變我們的生活,，19世紀(jì)的鋼鐵,，20世紀(jì)的汽車飛機(jī)等等,，在推動(dòng)發(fā)展力的同時(shí)也讓社會(huì)蓬勃發(fā)展。而著重要說的就是20世紀(jì)中期半導(dǎo)體晶體管的發(fā)明,，這一項(xiàng)發(fā)明讓社會(huì)產(chǎn)生了巨大的變化,。基于半導(dǎo)體建立的IT技術(shù),，讓世界變成一個(gè)“村”,，人類從此進(jìn)入互聯(lián)時(shí)代?！?/p>

一,、發(fā)展動(dòng)力強(qiáng)勁的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

半導(dǎo)體的出現(xiàn)徹底改變了我們的生活，集成電路發(fā)展到現(xiàn)在不過60年,，最早出現(xiàn)的時(shí)候,，產(chǎn)品規(guī)模全球每年只有幾千到幾萬臺(tái);7、80年代開始,，電子器件普及,，產(chǎn)品規(guī)模一年達(dá)到數(shù)億臺(tái);而到了最近幾年，手機(jī)等消費(fèi)電子開始流行,，每年產(chǎn)品規(guī)?？梢赃_(dá)到幾十億。人類的生活在不斷發(fā)生改變,，越來越大的需求在不斷推動(dòng)新技術(shù)的產(chǎn)生,，移動(dòng)終端、高速計(jì)算平臺(tái),、IOT以及自動(dòng)駕駛等等,，帶來無數(shù)商機(jī)。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動(dòng)力很強(qiáng),，原因無他,，源于人類對(duì)美好生活的向往，陳平說道,。在過去的十年里,，智能機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)的興起推動(dòng)社會(huì)產(chǎn)生了巨大變革,，因此社會(huì)對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)的期待與日俱增,。所謂“由儉入奢易，由奢入儉難”,，人類已經(jīng)沒有辦法去適應(yīng)落后的設(shè)備,，如今手機(jī)即將進(jìn)入5G時(shí)代，AI也在悄悄改變?nèi)祟惖纳?，所有這些最前沿高端的技術(shù),，最底層的機(jī)制都是芯片,。

5G時(shí)代，每天都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),，為了處理這些爆炸式增長的數(shù)據(jù),，芯片需要擁有低功耗，低延時(shí),，高計(jì)算能力以及高帶寬等性能,，因此能效比也成了如今制造芯片的關(guān)鍵指標(biāo)。這些聽上去矛盾的性能要怎么實(shí)現(xiàn)?

二,、三大法寶應(yīng)對(duì)龐大的半導(dǎo)體需求

陳平提出了這幾點(diǎn)思考：

1.如果想提升技術(shù),，必須延續(xù)摩爾定律的發(fā)展

陳平解釋道，所謂的摩爾定律就是當(dāng)價(jià)格不變時(shí),，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍,，這其實(shí)是非常激進(jìn)的理論,，但從1987年的3μm，到如今已經(jīng)開始量產(chǎn)的7nm,，大家似乎都不約而同的選擇遵守并追趕摩爾定律,。

“就臺(tái)積電來說，7nm量產(chǎn)已經(jīng)超過一年,，5nm已經(jīng)進(jìn)入初期量產(chǎn)階段,，明年年底將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)， 3nm也已經(jīng)在來的路上了,，值得一說的是,，我們的2nm的研發(fā)也已開始。我們?cè)诓粩嘧汾s摩爾定律,，它還在繼續(xù)前進(jìn),，并沒有失效?！标惼秸f道,。

而不斷改進(jìn)縮小的工藝到底有什么用?陳平給出了這樣一個(gè)例子。大家都知道華為目前大部分手機(jī)都采用自家芯片,，華為mate20是其中比較火的一款手機(jī),。這款手機(jī)配備的就是華為麒麟980芯片。這款芯片集成了69億個(gè)晶體管,，擁有非常強(qiáng)大的性能以及極低的功耗,，而這一切都是在7nm的工藝上實(shí)現(xiàn)的。

工藝的微縮進(jìn)展得益于全行業(yè)的不斷創(chuàng)新,，摩爾定律走到盡頭的言論在1992年就已經(jīng)有人提起,，但這么多年來卻一直在延續(xù),，唱衰還言之過早，陳平稱,。

對(duì)于芯片制造來說,，光刻機(jī)是非常重要的一部分。光刻機(jī)在發(fā)展193nm的時(shí)候停頓了很多年,，最終靠浸潤式技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破。如今所用的7nm技術(shù)就是依靠193nm的光刻機(jī)去實(shí)現(xiàn)的,。如今光刻設(shè)備公司有了重大突破,，euv技術(shù)讓光刻不在成為微縮的瓶頸，同時(shí)新材料也有了突破,，這正是陳平有自信說出摩爾定律不會(huì)終止的原因,。

2.大量引進(jìn)3D集成概念

雖然目前技術(shù)在不斷進(jìn)步，但終端產(chǎn)品出現(xiàn)越來越多的要求,，需要高速的邏輯芯片以及存儲(chǔ)器,、射頻芯片等等，像以往在一個(gè)平面上攤大餅顯然就不合適了,，這樣子意味著芯片高功耗以及大面積等,，與所追求的目標(biāo)完全是相反的。

因此,，陳平提出,，目前的方法是用半導(dǎo)體晶片板代替集成電路板，下面布線,，把不同的芯片接在下方,，如果把芯片平行放置，這種方法被稱之為2.5D系統(tǒng),，如果垂直放置,，就被稱為3D系統(tǒng)。而臺(tái)積電目前已量產(chǎn)2.5D系統(tǒng),，3D系統(tǒng)也正在開發(fā),，就這個(gè)方向來說，發(fā)展速度與摩爾定律是平行的,。

作為例子,，陳平提到CoWoS這個(gè)技術(shù)，它是2.5D系統(tǒng)的代表,。原先因?yàn)閮r(jià)格昂貴被多家棄用,，而隨著制程推進(jìn)到16納米FinFET，以及異質(zhì)芯片整合趨勢(shì)成形,，目前已有多家廠商訂購,，2.5D系統(tǒng)可以提供高速計(jì)算,，是目前比較通用的技術(shù)。

陳平還提到另一個(gè)趨勢(shì)-先進(jìn)封裝技術(shù),，把不同工藝通過異構(gòu)集成組合在一起,，用完全不同的工藝制造出來的芯片集合在一起，不僅可以保存功能,，還能盡可能縮小體積,。

3.硬件與軟件的協(xié)同優(yōu)化

對(duì)于產(chǎn)品的生產(chǎn)來說，硬件很重要,，軟件也不能忽視,。陳平說，在早先研發(fā)工藝的時(shí)候,，采用的是機(jī)械方法,，現(xiàn)在不一樣，你需要看最終的設(shè)計(jì)是否是最優(yōu)化的方案,。因此在工藝開發(fā)的時(shí)候需要與客戶緊密合作,，而不能以指標(biāo)作為最終目的。

在系統(tǒng)層面上來說,，以前的gpu,，cpu等優(yōu)點(diǎn)是比較通用，可編程,。但缺點(diǎn)也很明顯,，效率比較低，用硬件加速的話,，功能都是特定的,，靈活性不好。現(xiàn)在的設(shè)計(jì)將硬件加速器變成高效速率器件,，同時(shí)帶有可編程,、可設(shè)計(jì)功能，這是在系統(tǒng)層面的大方向,。

就陳平來看,，未來soc的結(jié)構(gòu)基本都會(huì)硬軟件相互配合優(yōu)化，而臺(tái)積電也將對(duì)系統(tǒng)段的優(yōu)化非常關(guān)注,。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的需求很高,，由單一型變成綜合的能效型，掌握好三大法寶,，是壯大半導(dǎo)體行業(yè)的必要手法,。