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半導體的增值新方向—異構整合路線圖(一)

  • 林育中
摩爾定律式微,半導體產業需新的經濟價值創造典範。而典範轉移的時刻,也是產業秩序與強弱重新洗牌的時刻。三星電子

半導體之所以為高科技是因為它能不斷的創造新經濟價值。過去依賴的是摩爾定律此單一因素,現在製程微縮的進程已漸遲緩,產業需新的經濟價值創造典範。

比較象徵性的是半導體界過去奉為圭臬的ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductor)在2016年已悄然劃下休止符,取而代之的是由IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers;電機電子工程學會)和SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International;國際半導體設備及材料協會)共同支持的HIR(Heterogeneous Integration Roadmap;異質整合路線圖)。

在進入HIR詳細的內容前,要強調一個產業有共同目標、標準的重要性。工業4.0是現在許多先進國家戮力以求的產業升級方案,但是在半導體產業,有許多工業4.0的內容早己實施在12吋廠的運作結構上,這是由於在上世紀90年代當產業規劃12吋廠的未來時,半導體產業的各個環節已共同對產業的未來摹畫藍圖、製訂標準。可以用來相對照的是醫療產業,醫療設備由GPS(GE、Philips、Siemens)三大家各據山頭,設備有各自的介面和軟體,醫療產業要達到工業4.0乃至於人工智慧的應用,就好比《詩經》蒹葭中的句子:道阻且長。

HIR的目標訂的高遠,雖然詳細的路線途還未制定出爐。HIR的共同主席Bill Bottoms説在自2016~2031年的15年間,每單位功能的成本將下降10,000倍,設計週期短、成本下降;而在系統層面,功能密度與功耗的改善會達1,000倍,這真是雄心壯志!15年的期間在過去的摩爾定律中大概是10個技術節點,過去的經驗值是每個技術節點成本下降大約30%,10個技術節點成本的下降也不過是32倍,顯然HIR的願景有常人所不及見之處。但是HIR的目標是維持半導體產業持續創造新經濟價值是毋庸置疑的事。能這樣做,半導體還是高科技產業。

HIR總計有22個工作組,可以歸類在四大範疇下:HI for Market Applications、Heterogeneous Integration Components、Cross Cutting Topics和Integration Process,這四大範疇下再細分幾個工作組。從這個議題組織的方法,可以看出與過去的ITRS精神上有很大的差異。這22個工作組中有些與過去ITRS中的名稱是相同的,譬如Test、Interconnect、Emerging Research Devices等,但它組織的方法完全不同,意涵也完全不同。ITRS的單一主軸是製程節點,所有16個子項目都是為此單一主軸實施的配合。而HIR分四個不同範疇,而各範疇中的各子項目雖然置於同一範疇下,但其實差異不小。

從單一價值增長方式變成多元價值增長方式,對於一個產業來說近乎典範轉移。典範轉移的時刻,也是產業秩序與強弱重新洗牌的時刻。特別是競爭的不是單一軸線而是多元價值,有機會在各個小生態區產生局部的最適應者,沒有一個公司可以涵蓋這所有的小生態區,因而這也是後進者重新定位取利的時刻。

現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。現在於台大物理系訪問研究,主要研究領域為自旋電子學相關物質及機制的基礎研究。