在10月27日的2019“新一代信息技术暨集成电路国际峰会”上,美国工程院院士、IC 设计公司钰创科技董事长卢超群以《集成电路加乘人工智能与异质集成整合再创科技及经济大成长》为主题进行了演讲。
作为IC设计及半导体产业专家,卢超群本科毕业于国立台湾大学,硕士与博士毕业于美国斯坦福大学电机系,1991年获选为国际电机电子学会荣誉会员,1999年荣获美国国家工程学院院士。同时,卢超群一手创立的钰创科技是一家半导体业IC设计厂商,致力于生产应用导向的移动储存产品,是台湾半导体行业的龙头企业之一。
卢超群博士认为,20世纪的硅科技奠定21世纪科技的基础,将引爆科技多元化应用革命。集成电路就是半导体的精华,而所有的应用都是客户和使用者,比如说深圳是一个非常好的智能城市进步典范,中间的大脑和心脏叫做Smart Chips和system,将系统和芯片紧密的结合在一起。
半导体业界最常探讨的议题是,摩尔定律何时终结?有人提出在 2025 年,然如今的全球半导体产业都是在围绕摩尔定律前行。对此,卢超群以精准的观察剖析半导体产业技术发展历程,将其分为Silicon 1.0至4.0四个世代。
在Silicon 1.0时代,每一节点线宽微缩0.7倍,30微米至28纳米共20节点,促进IC产业放量经济成长。但是,为什么0.7x线宽微缩的铁律发展到28纳米世代却告终了?
卢超群指出,“Silicon Age 1.0”时代终止于28纳米节点,然而从28纳米节点以下,到今日半导体技术走到10纳米世代,这段时间被称为”Silicon Age 2.0“世代。在这个过程中,面积微缩取代了线宽微缩,让半导体数往28纳米以下推进,产业从而进入“Silicon Age 3.0”世代,就是进入体积微缩的时代。
“Silicon Age 3.0”提出的体积微缩,是利用底部的面积加上封装技术拉出一个3D空间,再回算成单位面积。通过这种做法,摩尔定律的精神再度被延续。值得注意的是,这样的做法的可能性已经被苹果iPhone 7加上台积电的InFO封装技术印证。
台积电为什么能够独家拿下苹果芯片代工订单?法宝来自他们的整合扇出式封装技术。台积电将封装和异质结构彻底整合。未来4年,台积电还在持续推进这个进程。台积电所开发的InFO晶圆级封装技术,让得以用非常薄的层叠封装,结合大量的I/O焊垫以及为新一代 iPhone 的应用处理器提供更佳的散热管理。
3.0”提出的体积微缩,是利用底部的面积加上封装技术拉出一个3D空间,再回算成单位面积。通过这种做法,摩尔定律的精神再度被延续。值得注意的是,这样的做法的可能性已经被苹果iPhone 7加上台积电的InFO封装技术印证。
苹果和台积电的完美表现,完成了”Silicon Age 3.0“的任务,同时也为现在正在经历的“Silicon4.0”时代暖场。“Silicon 4.0”世代就是要充分利用异质整合技术,结合半导体和应用系统终端技术,从而实现全球半导体产业的产值达到1万亿美元的目标——让摩尔定律不死,工艺技术走到1纳米的更高目标。
卢超群提倡“异质整合”,是因为半导体产业必须要脱离对工艺节点微缩的痴迷。而为了取得成长动力,产业界必须以“不同技术的异质整合”来创新。
不过,卢超群所提倡的HI并非异质整合SoC、系统级封装或多芯片模块,而是一种“整体化的整合性解决方案”,牵涉系统设计、算法与软件,结合不同的硅组件如SoC、DRAM、闪存、ADC/DAC、电源管理、安全芯片,以及可靠性控制组件。
卢超群指出,现在芯片产业已经不再押注工艺的持续微缩,他认为产业界可以将知识应用于更大的任务,AI、IoT、HI、IC 和 VI 新多元技术加乘整合正缔造人类技术与文明,在跨不同领域的产业实现“普适智能”,从AI、人类、自然界到生物、细胞、细菌以及医疗智能。
他举例指出,在美国麻省理工大学研发出一颗能监测体内病变情况的芯片药丸,其首先在与人类基因最为相似的猪身上采用。未来,当病人吞下这种药丸,它就会扮演在人体内收集资料以及提供情报的微型电脑。
“人类一定要尝试去征服时间和空间,其中教育是唯一的方式,这也是人和动物、植物不同的地方。”卢超群最后说道。
本次峰会由深圳市科技创新委员会、深圳市科学技术协会、中国电子信息产业发展研究院(赛迪)、中国半导体投资联盟和深圳市新兴战略产业博士专家联谊会主办,由深港产学研基地、深圳市湾区数字经济和科技研究院和深圳湾论坛运营管理有限公司等承办。