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鈺創科技盧超群：不同技術的異質整合推動半導體產業再迎輝煌
集微網／2019-10-27
圖說：美國工程院院士、IC 設計公司鈺創科技董事長盧超群
10月27日，2019新一代資訊技術暨積體電路創新發展國際峰會——「新芯峰會／New Core Summit 2019」在深圳市南山區北京大學深圳研究院舉行。本次峰會上，美國工程院院士、IC 設計公司鈺創科技董事長盧超群以《積體電路加乘人工智慧與異質集成整合再創科技及經濟大成長》為主題進行了演講。
作為IC設計及半導體產業專家，盧超群本科畢業于國立台灣大學，碩士與博士畢業于美國斯坦福大學電機系，1991年獲選為國際電機電子學會榮譽會員（IEEE Fellow），1999年榮獲美國國家工程學院院士。同時，盧超群一手創立的鈺創科技是一家半導體業IC設計廠商，致力於生產應用導向的移動儲存產品，是台灣半導體行業的龍頭企業之一。
盧超群博士認為，20世紀的矽科技奠定21世紀科技的基礎，將引爆科技多元化應用革命。積體電路就是半導體的精華，而所有的應用都是客戶和使用者，比如深圳是一個非常好的智慧城市進步典範，中間的大腦和心臟叫做Smart Chips和system，將系統和晶片緊密的結合在一起。
半導體業界最常探討的議題是，摩爾定律何時終結？有人提出在 2025 年，但如今全球半導體產業都是在圍繞摩爾定律前行。對此，盧超群以精準的觀察剖析半導體產業技術發展歷程，將其分為Silicon 1.0至4.0四個世代。
在Silicon 1.0時代，每一節點線寬微縮0.7倍，30微米至28奈米共20節點，促進IC產業放量經濟成長。但是，為什麼0.7x線寬微縮的鐵律發展到28奈米世代卻告終了？
盧超群指出，「Silicon Age 1.0」時代終止于28奈米節點，然而從28奈米節點以下，到今日半導體技術走到10奈米世代，這段時間被稱為「Silicon Age 2.0」世代。在這個過程中，面積微縮（Area Scaling）取代了線寬微縮，讓半導體數往28奈米以下推進，產業從而進入「Silicon Age 3.0」世代，就是進入體積微縮的時代。
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「Silicon Age 3.0」提出的體積微縮，是利用底部的面積加上封裝技術拉出一個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。值得注意的是，這樣的做法的可能性已經被蘋果iPhone 7加上台積電的InFO封裝技術印證。
台積電（TSMC）為什麼能夠獨家拿下蘋果晶片代工訂單？法寶來自他們的整合扇出式（InFO， Intergrated Fan-Out）封裝技術。台積電將封裝和異質結構徹底整合。未來4年，台積電還在持續推進這個進程。台積電所開發的InFO晶圓級封裝技術，讓得以用非常薄的層疊封裝（package-on-package，PoP），結合大量的I/O焊墊以及為新一代 iPhone 的應用處理器提供更佳的散熱管理。
3.0提出的體積微縮，是利用底部的面積加上封裝技術拉出一個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。值得注意的是，這樣的做法的可能性已經被蘋果iPhone 7加上台積電的InFO封裝技術印證。
蘋果和台積電的完美表現，完成了「Silicon Age 3.0」的任務，同時也為現在正在經歷的「Silicon4.0」時代暖場。「Silicon 4.0」世代就是要充分利用異質整合技術，結合半導體和應用系統終端技術，從而實現全球半導體產業的產值達到1萬億美元的目標——讓摩爾定律不死，工藝技術走到1奈米的更高目標。
盧超群提倡「異質整合（heterogeneous integration，HI），是因為半導體產業必須要脫離對工藝節點微縮的癡迷。而為了取得成長動力，產業界必須以「不同技術的異質整合」來創新。
不過，盧超群所提倡的HI並非異質整合SoC、系統級封裝（SiP）或多晶片模組（MCM），而是一種「整體化（holistically）的整合性解決方案」，牽涉系統設計、演算法與軟體，結合不同的矽元件如SoC、DRAM、快閃記憶體、ADC/DAC、電源管理、安全晶片，以及可靠性控制元件。
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盧超群指出，現在晶片產業已經不再壓注工藝的持續微縮，他認為產業界可以將知識應用於更大的任務，AI、IoT、HI、IC 和 VI 新多元技術加乘整合正締造人類技術與文明，在跨不同領域的產業實現「普適智慧（pervasive intelligence）」，從AI、人類、自然界到生物、細胞、細菌以及醫療智慧。
他舉例指出，在美國麻省理工大學（MIT）研發出一顆能監測體內病變情況的晶片藥丸，其首先在與人類基因最為相似的豬身上採用。未來，當病人吞下這種藥丸，它就會扮演在人體內收集資料以及提供情報的微型電腦。
「人類一定要嘗試去征服時間和空間，其中教育是唯一的方式，這也是人和動物、植物不同的地方。」盧超群最後說道。 |
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