《矽島.春秋》系列專訪/鈺創盧超群:用建築師思維打造台灣半導體之路 加乘AI效應推向產業新高峰 智慧應用 影音
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《矽島.春秋》系列專訪/鈺創盧超群:用建築師思維打造台灣半導體之路 加乘AI效應推向產業新高峰

  • 韓青秀電子時報

導言
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DIGITIMES中文名稱是「大椽」,期許以「如椽大筆」為台灣產業喉舌;值此25週年之際,同仁們籌拍了《矽島.春秋》紀錄片,透過《禮記.月令》五個節氣意象,記錄台灣半導體產業的起源、發展、興盛與綻放。

矽島砥礪生嶺岫,大筆如椽寫春秋,透過這五集影片,我們可以了解台灣半導體產業發展歷程,更能透過親歷者口吻,還原這段歷史、感受當時創業心路歷程,共同記憶這段矽島的黃金年代,也希望透過加深理解台灣半導體產業的發展脈絡,珍惜這得來不易的成就,期盼攜手努力,延續矽島的熠熠光芒。

經過半世紀以來胼手胝足的累積成果,台灣擁有最完整的半導體產業聚落及專業分工,鈺創科技董事長盧超群是當年海外菁英回流的重要代表人物,一路見證台灣半導體產業從無到有、由興到盛的發展史。

回憶鈺創成立的背景,盧超群指出,當年創業是具有國家任務的,為了打造自主研發技術的基礎,在萬事起頭難的年代,他採取跳躍式三路併進的模式,順利完成國家級「次微米計畫」,並在2004年率先提出「異質整合」的概念,並進一步延伸發展出同體/異質整合(Monolithic & Heterogeneous integration)理論。

若將摩爾定律比喻為平房,自詡為產業建築師的盧超群,運用異質整合的創新理念,在有限空間內設置更多房間(電晶體)與摩天大樓。隨著矽4.0時代的推動下,同體/異質整合的潮流興起,將能在小小封裝模組裡,打造出如同信義計畫區的微型社區系統,並看好人工智慧(AI)革命興起帶來無所不在的商機,可望讓台灣產業再續創幾棟101大樓。

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DIGITIMES的《矽島.春秋》紀錄片,不僅回顧台灣半導體產業的過去,也展望產業邁向未來升級的契機,面對全球AI趨勢浪潮洶湧而至,台灣科技供應鏈如何創造優勢、全面躍升為A級的產業大軍?盧超群在專訪中揭櫫產業新未來,以下為問答紀要。

鈺創科技董事長盧超群。DIGITIMES資料照片

鈺創科技董事長盧超群。DIGITIMES資料照片

 
Q:鈺創從1991年成立,當時您選擇投入IC 設計領域的最初考量為何?

在台灣半導體剛萌芽時,工研院與RCA(Radio Company of America,美國無線電公司)展開長期合作計畫來取得技術,但當時政策推動者李國鼎是希望壯大台灣半導體發展,並透過張忠謀及其他產業人士共同打下台灣半導體產業自力更生的技術,藉此成為國家級產業,畢竟全球沒有企業會願意把技術交給台灣,李國鼎也召喚在美國求學就業的各類科技人才回鄉共襄盛舉,當時我也剛從IBM回來。當年鈺創的成立是具有國家任務,

我自認是一個建築師,當營造業要興建房子前,建築師需要事先統籌規劃,包括建造材料、採光設計、水電供應都要具備。當時鈺創參與國家級「次微米計畫」設計工程,與工研院、台積電、聯電聯手發展,在短短3~4年內台灣出現一座8吋晶圓廠,鈺創定義台灣第一個自主開發的16Mb DRAM、4Mb SRAM及0.5微米CMOS技術,等於是造了3座建物。

更重要的是,沒有被國外大廠控告過侵權,所以台灣的自主研發技術沒有被其他大廠專利綁住,台灣才能一砲沖天成為掌握半導體技術的先進國家,這是非常不容易的事情。

直到今天為止,成立30多年的鈺創仍自詡以建築師任務來經營企業,不僅在設計部分,要規劃如何採用既有製造技術和設計路線,來完成DRAM或AI相關運算等晶片,另外要做出能銷售的產品,尤其是進入異質整合的時代,整體規劃與設計的重要性更須受到強調。

Q:在創業之初,您曾遇到哪些困難?

創業必然是十之八九都不如意的,但若有10%順利推動,其回報的就是乘上100倍的效益,讓企業能有力量去對付諸多困難。

當年的第一個困難就是萬事起頭難,由於台灣只有6吋晶圓廠,CMOS技術也是比世界落後3~4個世代,必須善用管理方法來超前進度。一般傳統做法都是先做研發、再進行產品開發、最後走到量產;我採用跳躍式三路併進的方式,要求每個人都要寫工作日記,由團隊進行相互對照,在實驗室研究的時候,同步提供給產品開發,工廠也拿到同樣情報進行推動。這樣風險就是假使開頭定義就是錯的,那後面一連串都是錯的,但好處是能加快進行,才能在3年內做出世界最先進的成就。

相比國外大廠則是花3倍以上的金錢投資,進展也沒那麼迅速,因為他們是隨時有意見就要更改,而我們是在初期就先進行半年以上的規劃與設計定義,也就是謀定而後動,遭遇的困難大幅減少許多。

在台灣具有先進半導體製造設計的基礎後,輪到鈺創要自己打拚,以資源有限的公司做出世界級產品,遇到的困難自然是不勝枚舉,但我們仍獲得英特爾(Intel)頒發品質認證供應商獎,提供KGD裸晶產品,成為後來異質整合的基礎。

業界過去的作法是,在完成封裝後提供良好品質和信賴度來銷售,而鈺創證明用台積電當時的0.15微米製程CMOS技術做出SRAM,可以保證有封裝等級的10年品質保證,客戶能把自己晶粒堆疊在一起,透過一次性封裝,做出多元晶粒的產品。

另一困難就是要眾志成城、同甘共苦。共苦是容易的,但同甘卻很難做到,鈺創是要提供公平、公正、公開、公益的環境,我們的名言就是要「實至利歸」,任何人的酬勞與貢獻都可以攤開來談。

鈺創成立雖然已32年,如同金庸武俠小說裡天山童姥般,持續保持年輕與青春活力,不斷開發新產品,許多工作同仁有25~30年經驗,依舊很尊重自己的職業道德和光榮,這是我塑造鈺創集團的重要文化。

Q:您在2004年提出「異質整合」的概念,能否進一步說明何謂異質整合、同體/異質整合等概念?

摩爾定律是採用同質性的矽材料,進行先進電晶體及連結線的開發;如今台積電進步到3奈米量產,未來還要做到2奈米、1奈米,技術困難度將愈來愈高,產業進入1兆美元建廠的時代。

如果摩爾定律比喻為建造平房,我身為建築師,就是在有限空間內設置更多房間(電晶體),也是現今半導體的主流產品。譬如將台北市當成是半導體晶圓,如果都在蓋平房,則使用空間有限,價值也受到限制,必須要蓋到101大樓才能有效發揮效益。

鈺創在2000年採用台積電的製造技術,並與英特爾合作研發,讓半導體建造出高樓大廈。起先是4樓公寓,現在能建造到10樓,並在內部設計電梯(即TSV),使得訊號能上下垂直傳送。以前半導體晶粒的信號是水平的,現在水平和垂直皆有。

現在進一步將異質整合加入同體整合,也就是我最新的理論,在矽4.0新世代將走向同體/異質整合(Monolithic & Heterogeneous integration),將一個小小封裝模組裡,不但有矽材料建成高樓、還有第三類半導體造成平房、5G RF則是另一塊,等於是101大樓旁邊有設置戲院、購物中心、發電站等,形成信義計畫區。

由於挑戰難度很高,從初期就要具有建築師的概念,包括內部電梯規畫、空間配置、設計哪些交通方式來分散人流,如捷運或計程車等,這概念就像是超微(AMD)執行長蘇姿丰推出的3D Chiplet技術,整合小晶粒與不同性質材料裸晶在一起,應用於AI或車用領域,大幅提升省電效能。

過去業界是把IC做在主機板上,交通距離如同是搭車去新竹,若比起信義計畫區內直接搭電梯上樓的距離,當然是後者的能量消耗比較少,因此要用建築業以及都市規劃來角度,看代半導體從同質整合(摩爾定律)走到異質整合、發展至同體/異質共同整合,打造出具有社區規劃概念的IC產品。

Q:當 IC產業走向異質整合時代,對產業上、中、下游不同區段的業者會有何影響?

同質/異質整合將需要上、中、下游的緊密結合,如同在一棟大樓裡可能會用到不同品牌的冷氣機,或因應不同場合裝設不同款式地毯,此為同體與異質整合的互相交替。

建築師要懂得依照系統應用來進行設計,各家業者都需要在異質整合系統中互相搭配,包括台積電、英特爾、三星電子(Samsung Electronics)、鈺創都可能加入,且各自扮演不同角色或產品供應,透過競爭又合作的方式,才能達到同體異質整合的目標,雖然產業會有競爭,但並非贏家全拿的市場,年輕者要能發揮自己的價值,就能獲得機會。

Q:ChatGPT乃近期火紅的產業話題,AI革命即將發生,您認為台灣半導體產業可以掌握哪些商機或趨勢?

我在擔任台灣人工智慧晶片聯盟(AITA)會長期間,凝聚150家公司,最困難的就是說服對方「AI是真的」,原本很多人都懷疑AI只是假象,隨著ChatGPT上線不到1個月就吸引約1億人使用,AI趨勢已毋庸置疑。

跟據估計,到了2030年AI影響人類經濟面將高達80兆美元,其中,硬體產值約2兆~2.5兆美元,半導體產值在2030年將會從0.5~0.6兆美元成長到1兆美元,當中有5,000億美元會應用在AI,透過半導體異質整合與AI加乘效益將能放大40倍價值。

我認為台灣半導體在AI的表現只能說「B-」,應該能做到A~A+,現在缺乏具有整合的發展藍圖,各家業者如鈺創、聯發科、台積電都是分頭生產。不過,台灣最擅長的即為跟上時代趨勢,還有機會透過產官學研的整軍出發,成為A咖等級的AI大軍。

當年李國鼎推動的國家任務,就是希望半導體產業能平衡對外貿易差額,結果經歷15年血淚才達成,從1990年開始推動,直到2005年台灣半導體產值達到1兆元,終於打平進出口差額,雖然當時李國鼎已經離開人世5年,相信他已經預期看到這樣成果。根據估計,2023年半導體輸出產值約4.8兆元,生產力大幅提高。

我相信未來AI將能讓台灣生產力提高20倍,現在半導體+AI已可達到10倍,但AI還有無法做到的部分,未來的博士學位不是要求博古通今,而是知道如何抓出重點,達到百倍的生產力,一般人才也能有20倍的生產力提升,希望在未來10年後能達成這樣環境。若以台灣總人口數約2300萬人計算,負責資訊及智慧產業者約有600萬人,若600萬人的生產力提升20倍,相當等於1.2億人口的國家實力

隨著AI時代來臨,人與機器將朝向共「想」、共做的智慧時代,台灣將夾帶半導體產業的優勢,透過IC和晶圓製造能力來達成,可望切入AI人與次系統應用,不僅要懂得「共想」來控制AI科技,還要能共做,成為真正的科技人文先進國家。

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Q:如何看待全球記憶體產業的發展趨勢?您看好哪些新應用或機會,可作為未來記憶體成長的重要動能?

記憶過去主要出海口是PC、手機,但AI世代將是無所不在,AI運算最難的不僅是運算器,搭載記憶體也具有舉足輕重的重要性,雖然三星、美光(Micron)等大廠能提供大容量或先進記憶體,但AI邊緣裝置的IC記憶體需要小而精的設計產品,才能避免散熱問題,這將是鈺創和台灣記憶體的大好機會。

雖然沒有龐大的量產規模,但有智慧IC設計的能力,在異質整合趨勢來臨下,鈺創發揮建築師用DRAM+邏輯+AI的能力,未來將非常正向和樂觀。

Q:台灣半導體產業在全球具有舉足輕重的地位,未來如何能持續保持產業競爭力?需要哪些條件搭配呢?

台積電作為護國神山,眾多封裝及IC設計公司則是護國群山,這是過去業界30年來的努力,但科技界永遠不能驕傲已經擁有的,要展望的是有待突破的未來。雖然現在台灣的半導體位居世界第一,但要繼續保持領先不落後,在未來半導體進入原子級世代,必須加強投入研發和創新,讓產業再續創幾棟101大樓。

由於台灣具有完整的基礎工業,半導體的產業鏈都位在400公里內的範圍,吸引國外大廠如汽車、無人機或國防領域需求都找上台灣,但半導體技術日新月異,幾乎每3年就一變,要整合智慧型產業,我認為最容易切入的是異質整合系統,包含AI、機器學習、自動駕駛或智慧城市等。

Q:近來技術人才成為全球科技產業競爭的重要關鍵,您認為台灣企業要如何因應科技人才荒的問題?未來科技產業人才應具備何種特質?

科技人才不足,首先,是需要從中小學就培養科技概念,過去蘇姿丰提到自己在美國紐約最好的科技高中,當時就立志做半導體產業,而MIT也有統計,招收半導體和電腦新生的男女性別是各5成,鈺創也有49%員工是女性,因此教育與科技需求要如何連結,教育部是最重要的單位,學校教育系統需要重新塑型,比科技部更早開始面對問題。

這次台積電將優秀員工攜家帶眷送去美國造廠,環境不適應引發很多抱怨,這只有榮譽感能解決。

教育系統的成功,是要訓練領袖具備領導能力,提倡一種青年創造時代,捨我其誰的概念,將創新能力和自我期許等價值觀深入於每個階段的教育系統,並讓資質不同的人扮演不同角色,達到精密分工的形態,對產業貢獻將會更加擴大。

第二,我們能吸引多少世界級人才願意住在台灣?過去台灣人去美國求學,如今台灣的大學環境能否夠格吸引其他國家學生就讀,以及企業要如何鼓勵文化教育,提倡永續學習。此外,台灣很多業界人才都是太早退休,現有企業體系卻沒有管道能回流。我們人才需要重視量、也要重視質,從教育部、科技部、企業以及退休後教育等等相互推動,現在到了要徹底檢討的時候。

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Q:您對有志從事科技產業的年輕人有何勉勵?

首先是自己要有科技的容量和含量,這些基礎是在教育體系中就要具備的,再往上發展就需要極大勇氣和毅力,才能做到一夫當關、萬夫前進的地步,根據史丹佛大學(Stanford University)調查,有80%學生希望自己存在能帶來人類進步,在享受科技知識及進步帶給我的快樂與驕傲之餘,年輕人需要有更高的勇氣,要做出改變世界,讓台灣在世界地位日益上升、永不落後的企圖心。

在我的字典裡沒有老年人,只有資深分子,自己心境和頭腦永遠不老,健康不好的人也能做出貢獻,對年輕人來說,青春不是無限,在年輕時進入科技領域,更要札實培養科技知識與關懷,試圖改變世界,讓台灣永不落後。
 


責任編輯:張興民