臺積電羅鎮(zhèn)球：沒有永遠(yuǎn)的拳王 中國設(shè)計(jì)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。回顧過去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(yùn)行的。各位在家里面還可以工作，還可以娛樂，還可以消費(fèi)，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(diǎn)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(shí)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(shí)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(jì)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(jì)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(shí)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?yàn)樵诠饪痰募夹g(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(jì)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(jì)企業(yè)，肯定會有企業(yè)走在邁向拳王的路上的。