在2019海峽兩岸集成電路產(chǎn)業(yè)合作發(fā)展論壇上,，在談到科技對社會的影響時,，臺積電中國區(qū)業(yè)務發(fā)展副總經(jīng)理陳平說：“每一個時期的重大發(fā)明都會改變我們的生活，19世紀的鋼鐵，20世紀的汽車飛機等等,，在推動發(fā)展力的同時也讓社會蓬勃發(fā)展,。而著重要說的就是20世紀中期半導體晶體管的發(fā)明,，這一項發(fā)明讓社會產(chǎn)生了巨大的變化,。基于半導體建立的IT技術,，讓世界變成一個“村”,，人類從此進入互聯(lián)時代?！?/p>
一,、發(fā)展動力強勁的半導體產(chǎn)業(yè)
半導體的出現(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)的時候,，產(chǎn)品規(guī)模全球每年只有幾千到幾萬臺;7、80年代開始,，電子器件普及,，產(chǎn)品規(guī)模一年達到數(shù)億臺;而到了最近幾年，手機等消費電子開始流行，每年產(chǎn)品規(guī)?？梢赃_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新技術的產(chǎn)生,，移動終端,、高速計算平臺、IOT以及自動駕駛等等,，帶來無數(shù)商機。
半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動力很強,，原因無他,，源于人類對美好生活的向往，陳平說道,。在過去的十年里,，智能機、互聯(lián)網(wǎng)的興起推動社會產(chǎn)生了巨大變革,，因此社會對半導體技術的期待與日俱增,。所謂“由儉入奢易，由奢入儉難”,，人類已經(jīng)沒有辦法去適應落后的設備,，如今手機即將進入5G時代，AI也在悄悄改變人類的生活,，所有這些最前沿高端的技術,，最底層的機制都是芯片。
5G時代,，每天都會產(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,，高計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鍵指標,。這些聽上去矛盾的性能要怎么實現(xiàn)?
二,、三大法寶應對龐大的半導體需求
陳平提出了這幾點思考：
1.如果想提升技術，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價格不變時,，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍,，性能也將提升一倍,，這其實是非常激進的理論，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,。
“就臺積電來說，7nm量產(chǎn)已經(jīng)超過一年,，5nm已經(jīng)進入初期量產(chǎn)階段,，明年年底將實現(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。我們在不斷追趕摩爾定律,，它還在繼續(xù)前進,，并沒有失效?！标惼秸f道,。
而不斷改進縮小的工藝到底有什么用?陳平給出了這樣一個例子。大家都知道華為目前大部分手機都采用自家芯片,，華為mate20是其中比較火的一款手機,。這款手機配備的就是華為麒麟980芯片。這款芯片集成了69億個晶體管,，擁有非常強大的性能以及極低的功耗,，而這一切都是在7nm的工藝上實現(xiàn)的。
工藝的微縮進展得益于全行業(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,。
對于芯片制造來說，光刻機是非常重要的一部分,。光刻機在發(fā)展193nm的時候停頓了很多年,，最終靠浸潤式技術實現(xiàn)了突破。如今所用的7nm技術就是依靠193nm的光刻機去實現(xiàn)的,。如今光刻設備公司有了重大突破,，euv技術讓光刻不在成為微縮的瓶頸，同時新材料也有了突破,，這正是陳平有自信說出摩爾定律不會終止的原因,。
2.大量引進3D集成概念
雖然目前技術在不斷進步，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器,、射頻芯片等等，像以往在一個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,，與所追求的目標完全是相反的,。
因此，陳平提出,，目前的方法是用半導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這個技術，它是2.5D系統(tǒng)的代表,。原先因為價格昂貴被多家棄用,，而隨著制程推進到16納米FinFET，以及異質芯片整合趨勢成形,，目前已有多家廠商訂購,，2.5D系統(tǒng)可以提供高速計算，是目前比較通用的技術,。
陳平還提到另一個趨勢-先進封裝技術,，把不同工藝通過異構集成組合在一起，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)工藝的時候,，采用的是機械方法，現(xiàn)在不一樣,，你需要看最終的設計是否是最優(yōu)化的方案,。因此在工藝開發(fā)的時候需要與客戶緊密合作，而不能以指標作為最終目的。
在系統(tǒng)層面上來說,，以前的gpu,，cpu等優(yōu)點是比較通用，可編程,。但缺點也很明顯,，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)在的設計將硬件加速器變成高效速率器件,，同時帶有可編程,、可設計功能，這是在系統(tǒng)層面的大方向,。
就陳平來看,，未來soc的結構基本都會硬軟件相互配合優(yōu)化，而臺積電也將對系統(tǒng)段的優(yōu)化非常關注,。
半導體產(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,，是壯大半導體行業(yè)的必要手法,。