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半导体的增值新方向—异构集成路线图(一)

  • 林育中
摩尔定律式微,半导体产业需新的经济价值创造典范。而典范转移的时刻,也是产业秩序与强弱重新洗牌的时刻。三星电子

半导体之所以为高科技是因为它能不断的创造新经济价值。过去依赖的是摩尔定律此单一因素,现在制程微缩的进程已渐迟缓,产业需新的经济价值创造典范。

比较象征性的是半导体界过去奉为圭臬的ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductor)在2016年已悄然划下休止符,取而代之的是由IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers;电机电子工程学会)和SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International;国际半导体设备及材料协会)共同支持的HIR(Heterogeneous Integration Roadmap;异质集成路线图)。

在进入HIR详细的内容前,要强调一个产业有共同目标、标准的重要性。工业4.0是现在许多先进国家戮力以求的产业升级方案,但是在半导体产业,有许多工业4.0的内容早己实施在12寸厂的运行结构上,这是由于在上世纪90年代当产业规划12寸厂的未来时,半导体产业的各个环节已共同对产业的未来摹画蓝图、制订标准。可以用来相对照的是医疗产业,医疗设备由GPS(GE、Philips、Siemens)三大家各据山头,设备有各自的接口和软件,医疗产业要达到工业4.0乃至于人工智能的应用,就好比《诗经》蒹葭中的句子:道阻且长。

HIR的目标订的高远,虽然详细的路线途还未制定出炉。HIR的共同主席Bill Bottoms説在自2016~2031年的15年间,每单位功能的成本将下降10,000倍,设计周期短、成本下降;而在系统层面,功能密度与功耗的改善会达1,000倍,这真是雄心壮志!15年的期间在过去的摩尔定律中大概是10个技术节点,过去的经验值是每个技术节点成本下降大约30%,10个技术节点成本的下降也不过是32倍,显然HIR的愿景有常人所不及见之处。但是HIR的目标是维持半导体产业持续创造新经济价值是毋庸置疑的事。能这样做,半导体还是高科技产业。

HIR总计有22个工作组,可以归类在四大范畴下:HI for Market Applications、Heterogeneous Integration Components、Cross Cutting Topics和Integration Process,这四大范畴下再细分几个工作组。从这个议题组织的方法,可以看出与过去的ITRS精神上有很大的差异。这22个工作组中有些与过去ITRS中的名称是相同的,譬如Test、Interconnect、Emerging Research Devices等,但它组织的方法完全不同,意涵也完全不同。ITRS的单一主轴是制程节点,所有16个子项目都是为此单一主轴实施的配合。而HIR分四个不同范畴,而各范畴中的各子项目虽然置于同一范畴下,但其实差异不小。

从单一价值增长方式变成多元价值增长方式,对于一个产业来说近乎典范转移。典范转移的时刻,也是产业秩序与强弱重新洗牌的时刻。特别是竞争的不是单一轴线而是多元价值,有机会在各个小生态区产生局部的最适应者,没有一个公司可以涵盖这所有的小生态区,因而这也是后进者重新定位取利的时刻。

现为DIGITIMES顾问,1988年获物理学博士学位,任教于中央大学,后转往科技产业发展。曾任茂德科技董事及副总、普天茂德科技总经理、康帝科技总经理等职位。曾于 Taiwan Semicon 任咨询委员,主持黄光论坛。2001~2002 获选为台湾半导体产业协会监事、监事长。现在于台大物理系访问研究,主要研究领域为自旋电子学相关物质及机制的基础研究。