臺積電羅鎮(zhèn)球:沒有永遠(yuǎn)的拳王 中國設(shè)計公司也會涌現(xiàn)自己的拳王
在ICCAD2023會議現(xiàn)場,臺積電中國區(qū)總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球在會議主論壇發(fā)表主題演講并接受了媒體專訪?;仡欉^去3年,如果沒有半導(dǎo)體以及整個IT行業(yè)的支持,這個世界是很難運行的。各位在家里面還可以工作,還可以娛樂,還可以消費,還可以跟你的朋友互相聯(lián)系,這都完全歸功于半導(dǎo)體以及整個IT行業(yè)同仁們的努力。這是我們沉浸在過去這段時間數(shù)字化轉(zhuǎn)型的結(jié)果。依臺積電的預(yù)估,數(shù)字化轉(zhuǎn)型還會加速,未來越來越快,而且應(yīng)用的面會越來越廣,在應(yīng)用廣的方面,這是毋庸置疑的。羅鎮(zhèn)球特別強(qiáng)調(diào),在現(xiàn)有的應(yīng)用上,半導(dǎo)體使用的數(shù)量、質(zhì)量以及價值也不斷在提高。展望市場,整個半導(dǎo)體在2000年全球產(chǎn)值做到2000億美元,2010年超過3000億,在2030年之前球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值肯定可以超過1萬億美金,這是一個非常有希望的行業(yè),這也是臺積電對這個行業(yè)以及對各位同業(yè)們共同期許和努力的方向。
作為全球代工行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,臺積電的優(yōu)勢依靠持續(xù)不斷的重金投入帶來的。羅鎮(zhèn)球介紹,臺積電臺每年資本支出300億美元,2022年臺積電研發(fā)支出超過55億美金,現(xiàn)有研發(fā)人員超過8000名。羅鎮(zhèn)球介紹目前臺積電重點研發(fā)的方向主要包含有兩個。
第一是從當(dāng)年的2D的平面式微縮推進(jìn)到3D的整合。從2D到3D,晶體管的架構(gòu)從原來平坦式的晶體管,變成已經(jīng)現(xiàn)在立體式晶體管。除了在芯片上的晶體管開始變成3D之外,封裝部分也把它變成了3D。以前一個封裝里面就放1顆片,現(xiàn)在一個封裝里面放了很多顆芯片。羅鎮(zhèn)球一直覺得Chiplet翻譯成"小芯片"不太適合,事實上現(xiàn)在所有芯片里面,封裝好的那個芯片,里面每一顆芯片都是巨大的芯片。AMD現(xiàn)在推出新產(chǎn)品的時候,拿起來都是分成5公分、5公分的芯片,事實上里面每一個芯片都是上百個晶體管,然后還負(fù)責(zé)把它堆疊起來,所以臺積電的研發(fā)支出花在把它從原來2D的微縮推進(jìn)到3D的整合。
第二個方面是芯片放了上百億個晶體管之后,能源的消耗是一個非常大的瓶頸,必須要持續(xù)不斷地提升能源使用效率,英文叫做Energy Efficient Performance(EEP),這也是一個非常重要的指標(biāo)。要提升EEP這個指標(biāo),需要整個行業(yè)共同努力,不斷調(diào)整晶體管結(jié)構(gòu),要用新的材料、新的封裝,甚至設(shè)計架構(gòu)和算法都要做調(diào)整,再搭配整個軟件的合作,才能夠讓EEP的能源使用效率逐年提升,不會芯片做大了,結(jié)果像火爐一樣燒個不停。羅鎮(zhèn)球介紹,從2005年到現(xiàn)在,每2年整個行業(yè)EEP可以提升3倍。在同樣功能的芯片之下,現(xiàn)在使用的芯片能源消耗可能只是兩年前的1/3,這是整個行業(yè)共同努力的結(jié)果,不是臺積電,也不是EDA公司,是整個行業(yè)共同努力的結(jié)果。
除了這些方面,臺積電也同樣在另外開辟一個賽道。第一個叫做DTCO(Design Technology Co-optimization),也就是芯片設(shè)計和製程工藝要做共同的優(yōu)化。這個方法是在臺積電開發(fā)10納米時候開始的。臺積電從10納米開始,在做7納米、3納米和5納米的時候,我們發(fā)現(xiàn)DTCO對于在縮小晶體管的過程中,它的貢獻(xiàn)度越來越大。除了純粹買光刻機(jī)回來做微縮之外,這也是一個非常大的努力方向。如果你學(xué)會了DTCO,不用更先進(jìn)的光刻機(jī),就可以持續(xù)把晶體管繼續(xù)往下做得越來越小,你的成本做得越來越低,這是另外一個我們能夠突破的方法。
第二個就是3D或者2.5D的封裝技術(shù)。大家說我們做3D就好了,你還提什么2.5D?事實上2.5D和3D是相輔相成的,3D是把芯片直接對接起來,2.5D封裝是經(jīng)由中介層interposal,你把3D疊裝好的芯片再用interposer幫它聯(lián)線接起來,所以這是一個很重要的部分,因為在光刻的技術(shù)里,一個芯片大小是有限制的(reticle size)大概830平方毫米,單一芯片是很難大于830平方毫米,可是經(jīng)由2.5D的封裝,可以讓整個封測封裝好的芯片大于一個reticle size,也就是大于830平方毫米。羅鎮(zhèn)球介紹,臺積電從2011開始做相關(guān)技術(shù)的成本優(yōu)化,從2021年的一個reticle size,到現(xiàn)在3.3個reticle side大小的封裝已經(jīng)可以大批量生產(chǎn),預(yù)估到2025年的時候就就可以做到超過6個reticle size。這就可以讓芯片的尺寸比現(xiàn)在再大將近一倍,屆時封裝內(nèi)里面整合的每一顆都是大芯片。
羅鎮(zhèn)球一直覺得臺積電最大的工作是提供一個健康的而且公平的平臺,讓這個市場上的每一個想要進(jìn)來的企業(yè)自由的競爭,我們不會傾斜于任何企業(yè),而是建立一個平臺,讓大家一起去發(fā)展,這樣才能推動整個行業(yè)往健康、好的方向發(fā)展。
寄語中國半導(dǎo)體設(shè)計公司,羅鎮(zhèn)球也很形象的舉了個例子,黃仁勛自己曾經(jīng)說過,二十年前他如果有個產(chǎn)品沒有流片成功,可能他公司就倒了,這個行業(yè)就是大家要各憑本事努力,想合理的成本,用了心思,花了心血下去搞。世界上沒有說永遠(yuǎn)的拳王,蔡明介講過一代拳王,很多拳王都只打了一代,所以新創(chuàng)的公司絕對要有信心,只要你好好的干,你肯定可以變成拳王。不過很重要的是,當(dāng)了拳王之后絕對不可以放松,要想辦法讓自己連任拳王,中國這么多的初創(chuàng)設(shè)計企業(yè),肯定會有企業(yè)走在邁向拳王的路上的。
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