張曉強幽默喊稱,「我上個月在北美的論壇提到,現在如果在台灣馬路上隨便問一個人什麼是CoWoS,他可能都知道」,此話引發會場一陣笑聲,還指出,這代表台灣全民對半導體的知識水平極高,「如果辦一場半導體知識測驗,我相信台灣絕對是全世界第一」。

張曉強說明,AI已成為推動3奈米以下先進製程需求的最大動力,應用範圍涵蓋資料中心、智慧型手機與物聯網裝置。台積電已推出N3E、N3B與N3X等製程,根據不同效能與電晶體密度,滿足高效能運算(HPC)與ADAS自駕車晶片的需求。張曉強補充,目前車用晶片以12奈米、8奈米為主,預期將逐步推進至5奈米。

針對2奈米進度,張曉強表示,N2技術推進順利,第一年,第二年設計定案(tape-out)數量比N5同期增加4倍,預計2025年下半年量產。A16製程將首度導入背面供電(Backside Power),效能提升10%、電源效率提升20%、邏輯密度增加10%,預計2026年下半年量產。A14製程也採用背面供電,預期效能提升15%、電源效率提升30%、邏輯密度提高逾20%,目標2028年投入生產。

張曉強強調,「能源效率」(Energy Efficiency)是AI與半導體持續創新的核心,「幾乎每兩年,能源效率要達到三倍提升,這是我們推動技術的核心動力。」隨著AI對電力與運算密度的需求不斷升高,未來所有AI SoC、記憶體與先進封裝皆需整合電源管理與訊號處理能力。他進一步表示,提升電源轉換效率需導入3D堆疊與智慧電壓調節器,效率從87%提升至92%甚至更高,是台積電努力的目標。

在電晶體架構演進上,台積電已從FinFET邁向NanoSheet,下一步將發展堆疊式CFET架構。因應AI晶片規模日益龐大,2D平面設計面臨物理限制,台積電正積極推進3D堆疊技術,包括SOIC與CoWoS,並推出系統級晶圓(System-on-Wafer)技術。藉由擴大中介層(Interposer)尺寸,整合運算與記憶體元件,可實現高達40倍的資料傳輸密度。

此外,台積電持續發展矽光子(Silicon Photonics)技術,用於頻寬擴展與光收發器,支援高速、低功耗與高可靠性數據傳輸。台積的SoIC技術可實現電子與光子裸晶堆疊,從電路板到中介層整合光引擎,帶來超過10倍的功耗優勢。

在特殊製程方面,他指出,台積電已在邏輯兼容性與高溫穩定性取得突破,擴大應用至車用與物聯網市場。下一代記憶體方面,28奈米的電阻式隨機存取記憶體(RRAM)已通過車用認證,12奈米版本亦預期可符合汽車所需的低PPM等級標準。磁阻式記憶體(MRAM)方面,22奈米已量產,16奈米已就緒,12奈米製程正在積極開發中。

張曉強認為,AI正從虛擬走向實體,汽車與人形機器人將成為下一波半導體應用重點,未來的汽車越來越像電子裝置,甚至汽車就是一種機器人,並稱觀察到很多車廠將自駕平台延伸至人形機器人,這類設備將需要更高階的AI與感測器整合技術,台積電正以此為目標推進相關製程與技術創新。


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