张晓强幽默喊称,「我上个月在北美的论坛提到,现在如果在台湾马路上随便问一个人什么是CoWoS,他可能都知道」,此话引发会场一阵笑声,还指出,这代表台湾全民对半导体的知识水平极高,「如果办一场半导体知识测验,我相信台湾绝对是全世界第一」。

张晓强说明,AI已成为推动3奈米以下先进制程需求的最大动力,应用范围涵盖资料中心、智慧型手机与物联网装置。台积电已推出N3E、N3B与N3X等制程,根据不同效能与电晶体密度,满足高效能运算(HPC)与ADAS自驾车晶片的需求。张晓强补充,目前车用晶片以12奈米、8奈米为主,预期将逐步推进至5奈米。

针对2奈米进度,张晓强表示,N2技术推进顺利,第一年,第二年设计定案(tape-out)数量比N5同期增加4倍,预计2025年下半年量产。A16制程将首度导入背面供电(Backside Power),效能提升10%、电源效率提升20%、逻辑密度增加10%,预计2026年下半年量产。A14制程也采用背面供电,预期效能提升15%、电源效率提升30%、逻辑密度提高逾20%,目标2028年投入生产。

张晓强强调,「能源效率」(Energy Efficiency)是AI与半导体持续创新的核心,「几乎每两年,能源效率要达到三倍提升,这是我们推动技术的核心动力。」随著AI对电力与运算密度的需求不断升高,未来所有AI SoC、记忆体与先进封装皆需整合电源管理与讯号处理能力。他进一步表示,提升电源转换效率需导入3D堆叠与智慧电压调节器,效率从87%提升至92%甚至更高,是台积电努力的目标。

在电晶体架构演进上,台积电已从FinFET迈向NanoSheet,下一步将发展堆叠式CFET架构。因应AI晶片规模日益庞大,2D平面设计面临物理限制,台积电正积极推进3D堆叠技术,包括SOIC与CoWoS,并推出系统级晶圆(System-on-Wafer)技术。借由扩大中介层(Interposer)尺寸,整合运算与记忆体元件,可实现高达40倍的资料传输密度。

此外,台积电持续发展矽光子(Silicon Photonics)技术,用于频宽扩展与光收发器,支援高速、低功耗与高可靠性数据传输。台积的SoIC技术可实现电子与光子裸晶堆叠,从电路板到中介层整合光引擎,带来超过10倍的功耗优势。

在特殊制程方面,他指出,台积电已在逻辑兼容性与高温稳定性取得突破,扩大应用至车用与物联网市场。下一代记忆体方面,28奈米的电阻式随机存取记忆体(RRAM)已通过车用认证,12奈米版本亦预期可符合汽车所需的低PPM等级标准。磁阻式记忆体(MRAM)方面,22奈米已量产,16奈米已就绪,12奈米制程正在积极开发中。

张晓强认为,AI正从虚拟走向实体,汽车与人形机器人将成为下一波半导体应用重点,未来的汽车越来越像电子装置,甚至汽车就是一种机器人,并称观察到很多车厂将自驾平台延伸至人形机器人,这类设备将需要更高阶的AI与感测器整合技术,台积电正以此为目标推进相关制程与技术创新。


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