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台灣半導體產業的 輝煌時代 - 迎接矽4.0時代 台灣續創輝煌
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「台灣如果沒有自己的半導體產業,我們辛苦建立的資通訊產業將撐不住。」鈺創董事長暨執行長盧超群引述李國鼎資政當年的談話,直指半導體產業之於台灣的重要性。

1991年初,台灣推動國家級「半導體次微米計畫」,期望進入全球先進技術研發、製造級產品行列。針對計畫發展,李國鼎希望能與盧超群談談。當時擔任美國IBM總部及研發中心經理的盧超群,在美國半導體業界已擁有一片天,曾創新落實IBM 3D-DRAM及設計高速DRAM/Logic產品,且創下將製造推進0.35微米八吋晶圓的紀錄。

李國鼎一席話 盧超群回台創業
回想三十餘年前與李國鼎資政的第一次見面,盧超群最感印象深刻的是,「當年李資政高齡80,我僅37歲,相差43歲的我們之間竟然完全沒有代溝,談得非常深入,他的了解、關心、言志及勉勵,改變了我一生事業的選擇。」盧超群分享。

一席談話後,原本在美國享有優渥待遇的盧超群,毅然攜家帶眷返回台灣創辦鈺創科技,成為第一波進駐新竹科學園區的廠商之一。

鈺創率先投入VLSI記憶體開發工作,承攬國家級「次微米計劃」設計工程,開發八吋晶圓次微米技術,為台灣DRAM、SRAM及IC設計產業的蓬勃發展奠定深厚基礎。發展至今,鈺創已是全球知名記憶體IC無晶圓廠商(Fabless),專注耕耘用於消費型電子產品的專精型緩衝記憶體產品(Application-Driven Buffer Memory)。

走過三十餘年,鈺創當然經過跌宕起伏,然而盧超群總是能夠預先洞察趨勢,帶領鈺創透過前瞻布局及持續創新,不斷開創新頁。

四個一T 半導體邁入兆紀元
盧超群新近提出的「四個一T」,再次清楚描摹出半導體產業的「兆紀元」未來。「四個一T」分別為:全球每年近一兆(Trillion)美元的投資額、晶體管(Transistor)的新結構和材料應用、單一晶片裝載的元件達一兆(Trillion)個,以及2030年產值高達一兆(Trillion)美元。「半導體產業將在今年至未來20年內進入及屬於兆世紀技術及經濟。」盧超群如此預言。

驅動「四個一T」兆紀元的其中一個關鍵是「異質整合」。何謂異質整合,簡而言之就是將兩個以上的不同性質電子元件(例如邏輯晶片、記憶體、射頻元件甚或有別於矽晶粒之材質如GaN等),整合進單一封裝裡,或是從晶片布局下手,利用2.5D或3D等多維度空間設計,將不同電子元件堆疊、整合在一個晶片中。

「業界很久以前就在擔憂摩爾定律的終結,而透過異質整合,摩爾定律是可以延續的。」盧超群表示。矽1.0時代,根據摩爾定律,每兩年在單位節點面積內增加一倍電晶體數量,這是指同質晶片的發展進程;矽2.0時代,主要依據面積微縮法則(Area Scaling)以有效延續摩爾定律;矽3.0時代,進入體積微縮法則(Volumetric Scaling),台積電導入InFo設計架構。

矽4.0時代,則是在異質整合技術上,進一步結合非半導體技術的應用系統端,也就將矽和非矽材料裝置放在一起,也就是所謂的「同體/異質整合」(Monolithic & Heterogenous Integration, MHI),此技術的發展,勢將帶來各種創新可能。

同體/ 異質整合 驅動智慧系統
「現在大約有幾百億個電晶體堆疊在單晶片上,在矽4.0時代,透過異質整合,將有一兆或數兆個電晶體堆疊於單晶片,這代表什麼呢?代表各種電子裝置的性能將是現在的數十倍、甚至百倍以上,也就是說,異質整合將驅動大量產業創新。」盧超群說。

至於同體/異質整合,則能用來創造由奈米矽核心與AI技術支援的Self-Smart微系統,「多個微系統可連結成超級網路,構成更龐大的超級智慧系統,我預期此一趨勢將於未來十年內爆發。」盧超群說。

基於此項趨勢觀察,鈺創默默推動異質整合已有十年之久,從IC零組件供應商的定位,逐步演變至今成為次系統的提供者,包含「次系統IC化」、「IC次系統化」,提供軟體、應用次系統予系統廠商使用。

盧超群更預測,因為同體/異質整合新趨勢的發展,半導體產值的成長速度將遠高於過往摩爾定律時代的估值。

「2021年全球半導體市場全年總產值達5,559億美元,這已高於在摩爾定律時代預估的4,000億美元產值,而進入矽2.0+矽3.0時代的整合系統,我預估每十年就能再增加成長1,000億美元,到矽4.0時代,同體/異質整合將推動半導體產業產值於2035年達到1.2兆美元。」盧超群將此稱為「人類的輝煌時代」。

鼓勵女性 踴躍加入科技業
半導體產業的未來看似一片光明,然而仍有不容忽視的隱憂存在,例如人才,「未來十年的產業環境與過去非常不同,台灣若沒能及早解決人才荒問題,恐在智慧型世代遭到淘汰。」盧超群強調這並非危言聳聽,而是他的真心擔憂。

「我認為應該多多呼籲女性加入科技業,事實上,我現在常常出外演講,鼓勵女學生進入半導體領域工作。」盧超群並且提到,金錢的確是吸引人才的重要誘因,然而想要留住人才,必須積極改善產業環境,為人才創造可以發揮的舞台,「企業要懂得使用人才,不要大材小用,不要讓優秀學生進來後只能做價值不高的工作,這是一種浪費,也容易失去他們。」

人才數量是否充足讓人擔憂,盧超群更擔心人才的品質,尤其是百分之一的頂尖菁英能否將台灣半導體產業帶向正確的方向?「當年正是有一批海內外菁英願意拋棄到手名利,轉身投入初萌芽、充滿風險的台灣半導體產業,如今才有了這樣的局面,所以,我們必須培育出足以再創產業輝煌的人才,台灣才有未來。」為了培育優秀人才,鈺創已與台大「重點科技研究學院」合作。

發揚「群我」精神 創造共好
盧超群定義中的優秀人才,不僅是具有深厚專業知識,且人格必須有「義」,一如許多半導體產業前輩抱持著使命感投入國家產業的建立。「近年社會風氣變化,多以功利來論人的成就,所以許多學生進入社會後,就變得只看眼前利益,然而真正要做大事的人,必須將眼光放在改善社會及促進人類生活上,一如李國鼎資政當年的『計利當計天下利』。」盧超群表示。

此外,盧超群更強調半導體產業中人需學習李國鼎資政生前提倡的「群我」精神,亦即「我不認識你,但我願意幫你」,秉持如此共好精神,台灣半導體產業才能在變幻莫測的產業情勢中一起活下來,且活得更好。

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