在科技快速演進的當下,半導體產業扮演著引擎核心的角色,為各類創新應用提供強大動能。台灣在這波全球科技變遷中,能否持續領先且有所作為?這是業界普遍關切的議題。為此,國科會近期在台北世貿一館舉辦的《2023創新技術博覽會》未來科技館中召開了「半導體產業論壇」,集結政府官員、業界舵手及學術專家進行論證,幫助與會者釐清現況並勾勒前景。
《2023創新技術博覽會》「半導體產業論壇」開幕合照,攝影:林宗輝/北美智權報 編輯部
《2023創新技術博覽會》」(Taiwan Innotech Expo 2023)以近1200個攤位創下歷屆最高紀錄,今年有來自國內外共23國發明人及機構,展示超過千項創新技術,從資通訊、AI技術、自動駕駛、太空產業,到食品、日用品,呈現跨產業創新技術。而作為護國神山的台灣半導體產業,更是整場展覽的主軸之一,不僅攤位數多,各家業者亦展出各種先進技術,首日的半導體應用論壇更齊聚了多位重量級嘉賓進行演講。
國科會主委吳政忠在首日舉辦的半導體應用論壇開場中提到,半導體技術已滲透各個生活層面,日常用品幾乎都與其有關。台灣雖然起步早且基礎紮實,但在激烈的國際競爭中,持續領先非易事。未來技術創新博覽會以及本次論壇正提供了一個集思廣益的平台,讓產官學界得以理性認知現狀,並激發所有相關者懷抱變革勇氣,以創新思維開拓台灣半導體產業的下個高峰。
國科會主委吳政忠於「半導體產業論壇」開幕式致辭,攝影:林宗輝/北美智權報 編輯部
事實上,台灣半導體產業扮演的不僅是經濟命脈,更是國家安全的重要一環。在先進製程技術上,台灣已經與全球少數幾個國家並駕齊驅,尤其在積體電路設計與代工製造方面,可謂獨步全球。但是,半導體製程技術涉及極為精密的物理、化學知識,其複雜度之高,非一般人可以想像。
要能在數十億個電晶體中確保穩定可靠的運作,有賴半導體公司數十年來累積的寶貴經驗與知識基礎。然而,在競爭激烈的半導體產業中,這些核心技術不斷被新知識與創新思維所衝擊、突破與取代,如何適應科技變遷、持續領先,對台灣而言是一大重任。
半導體應用論壇:專家解析
本次論壇首先邀請業內資深專家解析半導體產業現況。
首先登場的瑞昱半導體副總經理黃依瑋指出,IC設計是一個非常複雜的流程,從概念到量產至少需1-2年時間,其中涉及的關鍵因素如製程選擇、EDA工具運用以及封裝技術等,都需要仔細評估並逐一克服。
他強調IC設計需要考量選材、工具、流程、架構等因素,每家公司都有自己的設計流程,是企業的重要資產。隨著AI發展,設計流程將加入自動化,但仍需要工程師經驗累積。黃依瑋分享了瑞昱在IC設計領域30年的心路歷程,他表示即使是簡單的IC修改,也需要3-6個月時間;如果從頭開始設計,至少需要1-2年。
其中涉及的關鍵技術,包括製程節點的選擇、晶圓廠的合作、設計套件的準備、版圖設計與驗證、仿真測試、物理實現、敷層後驗證等多重環節。每一個環節都需要專業的工程團隊進行設計與最佳化,整體流程極為複雜。他指出,隨著人工智慧技術的發展,IC設計流程也加入了自動化與最佳化等新元素,但這些仍需要工程師根據實際經驗進行訓練調整,並非可直接套用。
他認為IC設計公司最重要的資產,就是在開發高度複雜產品的過程中,累積下來的獨特經驗與知識,這也是企業的核心競爭力所在。他呼籲年輕世代的工程師,要順應產業的演化,學習先進的設計方法與工具,同時也要看重前輩工程師的寶貴經驗,並在實際產品開發中磨練自我。只有理論與經驗的完美融合,才能設計出性價比極佳的IC產品。
接下來IMEC的資深副總Serge Biesemans分享CMOS製程持續縮小面臨的挑戰,他指出摩爾定律是推動半導體產業快速發展的原動力,但製程越縮小,是否仍可符合摩爾定律將面臨障礙。他分析透過CFET和3D邏輯等新技術或許可突破現有瓶頸,但需要不同領域合作創新。他強調半導體發展仍充滿契機,只要產學界持續創新,就有機會實現製程突破。
Biesemans以長達60年的歷史勾勒摩爾定律對半導體產業的推動力量。他指出,隨著製程進入奈米級,已漸漸面臨物理極限的挑戰。但他相信只要持續創新,仍有機會突破這些障礙,使半導體產業得以在新的製程節點上延續發展。他分析了各種可能的突破技術,例如通過立體堆疊結構增加單位面積的電晶體數量,或使用新材料如二維材料取代傳統矽基材料等。
他強調,要實現這些前瞻性技術,需要產學研各方通力合作,整合材料科學、設備技術、電路設計及系統應用等領域的專業知識,共同推動製程突破。他呼籲產學界要保持開放、務實的心態,勇於接受挑戰,台灣半導體產業就一定能在未來的發展道路上開創新局面。
最後,ST微電子的Giuseppe Izzo指出汽車電動化與ADAS自駕技術,將大力推動汽車產業改革。他說明隨著各國陸續推動電動車政策,2030年後幾乎所有輕車將電動化,對汽車產業半導體需求影響重大。他以現實數據佐證各主要國家確實正在大力推動汽車電動化,預計2030年左右,絕大部分小客車將會電動化。這對汽車電子產品的需求將成長數倍。
另一方面,隨著各類ADAS先進駕駛輔助系統的發展,例如自動急煞、自動變道、夜視系統等,也將大幅提升汽車對運算處理器與感測器的需求。Giuseppe Izzo指出,ST微電子正在大力投入相關技術的研發,未來也將新建設更多晶圓廠,以因應市場需求高速成長。他強調電動車和自駕技術已成為汽車產業不可逆的大趨勢,將持續推動汽車產業的變革與創新,為半導體業者帶來新的契機。
圓桌會議:產學交流分享創見
論壇下半場邀請了學界與業界進行經驗分享與討論。首先,創鑫智慧董事長林永隆憶述從AlphaGo啟發,決定投入AI晶片創業,成功開發高效能運算解決方案。他分享當年Google的AlphaGo圍棋AI程式擊敗世界冠軍的消息讓他大為震撼,並決定投入這個領域研究。
「半導體產業論壇」圓桌會議各講者,攝影:林宗輝/北美智權報 編輯部
他分析發現人工智慧模型訓練和推論運算對算力需求龐大,決定開發相關解決方案。在科技部的Moonshot方案支持下,林永隆成功研發出效率極高的人工智慧推論運算晶片,填補非GPU類應用的市場空白。他表示,這項成果的誕生有賴政府的前瞻支援,他的團隊才得以將原本的學術理論成功轉化為商業化產品。他呼籲政府未來可進一步打造完整的創業生態系,以幫助更多元的新創,讓台灣成為新創企業的最佳搖籃。
聯發科陸國宏則分享聯發科在發展SoC系統晶片時的經驗。他表示隨著製程縮小,設計端需要克服各種非理想效應,才能發揮摩爾定律效益。他以聯發科在開發行動通訊晶片的實際經驗為例,說明隨著製程進入奈米時代,電晶體效應越發複雜,設計時需要使用各種新方法來最佳化效能、降低功耗並縮小晶片面積。
聯發科運用「數位協助類比」和「類比協助數位」的設計技巧,成功將類比電路持續縮小,同時發揮數位電路效能。此外,聯發科擁有頂尖的CPU效能最佳化團隊,能將ARM CPU核心效能極致發揮,使SoC產品的整體性價比維持市場領先。他強調持續的創新與突破是SoC公司在快速變化的市場中保持競爭力的必要條件。
ARM台灣區總裁曾志光則表示,IC設計需2-3年完成,是許多創業團隊在早期的障礙。為協助新創,ARM提供了免費的產品授權計畫,使創業團隊能在早期就使用ARM的先進CPU和相關技術,省去大量授權費用的負擔;此外,ARM也積極與學研各界合作,共同開發新興市場上的應用,如可持續能源、自動駕駛等。他以ARM在基礎建設市場的佈局為例,說明ARM早在10年前就已宣布要進入該領域,經過長年準備,現今已經成為邊緣運算、5G基站、高速運算等各個子領域的重要參與者。曾總經理補充,要實現技術創新,產學界需要長期共同努力,ARM會持續扮演重要的推手。
結語:面對挑戰與機遇並存的時代
當然,不只是半導體產業,台灣目前在包含軍工、太空,甚至是最熱門的電動車產業中都有非常突出的表現,整場博覽會中也都有展出相關的成績,半導體作為台灣的護國神山,為這些先進技術的發展提供了可靠的基礎。
而半導體產業得益於全球局勢的變遷,加上政府刻意的扶持而蓬勃發展,目前台灣身處地緣政治的漩渦之中,正處於變革與蛻變的關鍵時刻。台灣雖起步早,但要持續領先不能僅依賴過去的功勞而需持續創新。不論是學術界、業界,甚至是政府單位,都必須合作以應變未來的挑戰,而這對於處於地緣政治中心的台灣而言尤為重要。
不論是在技術方面的合作拓展,或者是教育方面的推廣,都必須更積極為台灣半導體產業注入新動能,培育出新一代勇於創新的科技人才,方能使台灣半導體產業能夠在激烈的國際競爭中保持領先優勢。
作者: |
林宗輝 |
現任: |
北美智權報資深編輯 |
學歷: |
大葉大學 |
經歷: |
電子時報半導體資深分析師
MIT Techreview 中文版研究經理
財訊雙周刊撰述委員
美國波士頓Arthur wood 投資顧問公司分析師 |
|
|
|
Facebook |
|
在北美智權報粉絲團上追踪我們 |
|
|
|
|
|
|
|