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林本堅:只要客戶願意買,晶片的下一代又到了!台積老將如何看待摩爾定律?

攸關半導體技術推進的「摩爾定律」已死?台積電研發處前副總林本堅,在接受《數位時代》專訪時表示,未來的戰場已不在尺寸,而是「效能」!

台積電去年創下史上最高營收,一舉超車三星成為全球半導體龍頭。面對今年上半年市場消化庫存、海外設廠成本飆高、先進製程需求減緩和人才供應短缺,台積電還保有36年來的高速成長動能嗎?

「現在叫Moore’s Law of Economy(經濟的摩爾定律),不是Moore’s Law of Scaling(尺寸的摩爾定律),前者可以一直發展下去。」台積電研發處前副總、現任清華大學半導體研究學院院長林本堅,在接受《數位時代》專訪時,針對摩爾定律提出觀點,指出將來的戰場已不在尺寸,而是效能。

林本堅是台積電壯大過程中的重要功臣之一,曾帶領團隊研發出浸潤式微影技術,突破半導體在65奈米的微縮障礙,幫助台積電成為業界領先者。該技術後來也成為全球半導體業者的發展路徑,贏得晶片微縮史上重要的一役。

隨著物理極限逼近,關於晶片能否持續微縮,以及微縮後是否仍具意義也掀起大量討論,林本堅則以 「Moore’s Law of Economy」 回應。

林本堅
林本堅是台積電壯大過程中的重要功臣之一,曾帶領團隊研發出浸潤式微影技術。
圖/ 蔡仁譯攝影

如汽車講究性能!有買氣就有下一代

過去,由於不同世代的製程,能在相同電壓下驅動更多電晶體,得以繳出更好性能成績。不過,林本堅指出, 從10奈米以下開始的製程節點,包含3 / 5 / 7奈米等,已不是在指實際晶片面積大小,而是能否做到該尺寸所應發揮的效能。

半導體關鍵技術發展
圖/ 數位時代製作

林本堅比喻:「就像我們買汽車,以前2,000cc的汽車真的就是那麼大;現在不同,你買2,000cc指的是這輛車能發揮同等級的性能。」這位身經百戰的微縮大將指出,如今晶片即使面積只縮小一些,若表現(performance)能增加1倍,也許快上50%,再稍微便宜一點,對客戶來說仍然是賺到,「只要user(使用者)願意買,那你的下一代又到了。」

摩爾定律的重點已不在於尺寸,而是晶片表現能否更強、更快,也就是林本堅口中的「Moore’s Law of Economy」。台積電董事長劉德音曾在公開場合中指出,若要兼顧淨零碳排和高算力表現,先進製程和3D IC先進封裝將是2大關鍵。

林本堅表示,「從這個觀點來看,摩爾定律的延續還不會停止。」他認為,性能改進的過程能不斷延伸,人類也會不斷做出新的東西,「你聽到的2奈米、1.4奈米,就是Moore’s Law of Economy。」

曾經有台積電的研發主管到清大半導體研究學院進行分享, 指出台積電內部目前看到的半導體 roadmap(路徑圖)至少還有十年 ,「當然不是十年後台積電就會關門,即使不微縮,台積電還是很有價值,因為半導體的需求愈來愈多。」

那麼,晶片的微縮是否已走到終點呢?,林本堅認為:「沒有停,但要繼續微縮也非常難,還會很貴。」他表示,台積電這十年將耗費龐大的人力、財力全力發展,「那我們就是先幫他們看看方向,讓台積電邊走邊描繪,繼續下一個30年。」

林本堅:台積電至少還有十年

以下為採訪問答全文:

Q:請問您如何看待當前摩爾定律發展?

林本堅(以下簡稱林):當初大家都以為每一代長度縮小70%,面積就是一半,然後放兩倍的電晶體。那時要花的代價不是那麼高,但算力為兩倍,成本可以被平均分攤。

大概是從10奈米以後,我們不是在講電晶體的尺寸,而是效能。就像我們買汽車,以前「200」指的是2000cc,我們買的就是2000cc的汽車,現在不是這個意思。因為現在機器加入很多東西,讓他能發揮2000cc的效用。

以現在的3奈米來說,不可能每個製造出來都是3奈米,可能是2.9、2.8奈米,正負差控制在10%就非常滿意了。即使是10%裡面誤差最大的,還是能賣錢,可能落在正負5%貴一點、1%的又再貴一點。那三奈米還必須要控制到0.3個埃米(angstrom),比一個原子還要小。

從這觀點來說,摩爾定律其實已經非常難。還沒停,但做會很貴也划不來。本來是賺兩倍,若貴了兩倍那就沒有意義了。所以後來大家學到,不管用什麼方法,要把下一代弄得比上一代便宜一倍。或許你讓表現增加一倍,同樣面積、晶體;又或許快50%,但小了一點又便宜一點,那湊起來也會賺到。

人是很聰明的,以前就是死腦筋買次都把它縮小,先在不能再縮,那就是要動別的腦筋。以前是「Moore’s Law of Scaling(尺寸的摩爾定律)」,現在是「Moore’s Law of Economy(經濟的摩爾定律)」,那這是能一直下去的。

Q:您如何看待未來先進製程和台積電未來發展的關聯?

上次我學院有請業界人士來跟學生演講,那台積電高手來說,我們的Roadmap(路徑圖)至少還有十年。台積電當然不會十年後就關門,他會用很多財力、人力發展這十年,那我們(清大半導體研究學院)就先幫他看方向,讓台積電可以邊走邊描繪,繼續二十、三十年。

另一個觀點,就是半導體的用途越來越多,需要量也增加,所以即使不縮小、沒有跟著摩爾定律發展,台積電也不會關門。那當然會遇到競爭,所以如何降低成本、增加良率,還是有很多東西可以做。

Q:過去我們講的晶片微縮,是否已沒有發展空間?

林:現在還可以再微縮,但成本會太高。

Q:您是否看好任何一個領域會如果過去iPhone的放量般,帶動先進製程需求增長?

林:人是很聰明的,現在做AI需要很多晶片,加上AI相關應用也還在擴張中。接著就要看全世界的教授們,有沒有什麼crazy idea出來。iPhone還沒出來前大家也都很滿意Nokia,結果iPhone一出來,大家也都拼命去做各種智慧手機。

所以我想,地球就這麼幾億人口,有一些聰明人想新產品出來,影響全球人口,我們現在也有猜幾項新的東西。

責任編輯:傅珮晴、謝宗穎

關鍵字: #半導體
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