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(Daily Issue)聯電前董事長胡國強:台灣錯失量子時代,將失落數十年

  • 林昭儀專訪

雖然全球90%的先進製程半導體晶片是在台灣製造,但台灣在量子技術的落後,或許在量子時代錯失重要的機會。曾任聯華電子董事長兼執行長的胡國強,關注到缺乏量子技術優勢可能產生的風險,台灣若錯失量子時代,其影響可能長達數十年,失去數千億美元或甚至更多的商機。以下是DIGITIMES Asia獨家越洋連線專訪:

問:台灣在半導體產業的成功能延伸到量子時代嗎?中國的半導體技術落後台灣四個世代,卻能在量子技術取得優勢,為什麼?

聯電前董事長兼執行長胡國強。胡國強提供

聯電前董事長兼執行長胡國強。胡國強提供

量子電腦市場規模估計

量子電腦市場規模估計

南華早報2019年採訪過我,問中國半導體技術為何落後台灣這麼多?其實中國半導體產業協會的人告訴我,1960年代就已經在開發半導體技術,但是文化大革命迫害了許多當時研究半導體的教授。到1976年文革結束,1977年恢復高考,即便當時因文革輟學的孩子再讀高中、大學,研究所,出來也還得再花15年。

設立中芯國際的張汝京是台灣背景的科技人,為什麼是台灣人去蓋中國第一座8吋廠?中國浪費了一整世代的半導體人才。但現在中國在量子專利和投資方面僅次於美國,且不需要先進製程就取得了量子通訊的優勢,恐怕會因此獲得彎道超車的機會。

我擔心台灣目前對量子沒有足夠的重視,如果因為接不上而落後,是會影響幾十年的。台灣目前也只有半導體是世界第一,且半導體技術已經逼近物理極限,怎能不謹慎小心呢!

問:現在英特爾與格芯(Global Foundries;GF)都已經切入量子硬體製造,據說silicon spin量子晶片現階段還不需要用到先進製程,那麼是否聯電等提供成熟製程晶圓製造的業者,只要有心參與都有機會?

當然,用28奈米就已經足夠,但研究團隊要自己去說服這些業者,畢竟研發是要投入資源和人力的,需要說服業者成為他們的研發合作夥伴。

如果成熟製程未來會成為紅海競爭,這些技術停留在成熟製程的業者,不如開始朝量子研發,開拓一條新路,雖然短期內尚難實現。目前第三類半導體材料在電力和微波上的應用還會紅一陣子,也會為成熟製程業者帶來商機。

倒是IBM在量子方面進展飛快,目標在2025年做出4,158 qubit的量子電腦,實際上已可商業化,並提供服務了。如果半導體業者能找到願意合作的量子硬體研究團隊,就不用自己從頭摸索,或許兩三年內就能做出一些成績來,未來也就自然成為他們的供應商。因此我鼓勵半導體業者和量子研究團隊結為夥伴。

台灣的科技文化一向較重視硬體,開發軟體的人才相對少。現在全世界發展量子軟體的團隊如過江之鯽,有很多產品其實已經落地應用了,例如compiler、logic synthesizer等。如果發展硬體,還是需要一套軟體搭配,價錢也相對便宜。

問:台灣2022年成立量子國家隊,目前進展如何?如果英特爾和GF掌握了量子技術,未來有被他們搶單的可能嗎?

雖然量子國家隊號稱有新台幣80億元經費,卻看不到具體計畫與動作。我雖然已經退休,也不是國家隊顧問,但看到台灣已經落後全世界卻還沒緊迫感,非常憂心。

我有一些IT和半導體界的朋友們說,如果有一天量子電腦能人手一機,那麼他們也不會缺席,但他們可能沒有了解重要性。一個大公司擁有充沛的資源,應該成立一個幾十人的研究小組,提撥經費去了解量子電腦對今後的影響。

英特爾開發silicon spin的技術,2023年將推出12個量子位元的QPU,而且它也具備軟體的能力,只要有一天已經足夠拿出來商品化了,就可能把訂單搶過去。我若是Pat Gelsinger,就把兩個綁起來一起賣!或是如果客戶願意同時下CPU與QPU的訂單,就給他打個折扣。

另外,GF已和PsiQuantum合作矽光子量子技術,因為GF的矽光子(Silicon Photonics)技術是當初跟IBM買晶圓廠時,就已經研發出矽光子製程的技術。

NVIDIA看到了量子的機會,設計出與量子接口的軟體介面。因此等於是在宣告「已經準備好了」,用雲端方式把複雜的問題丟給量子計算機運算,速度比它的GPU與CPU更快。

台積電目前還沒有量子的技術,所以要非常小心。Silicon Photonics量子運作時不需要絕對零度的環境,只有在讀出數據時需要。光量子可用光纖來做光學記憶體(optical memory),系統可說穩定且容易操作多了。

問:量子電腦的發展路徑可能和PC不一樣,而是走雲端,而且已經在發生了?

許多應用的確已經走雲端了。過去這幾年我注意到,半導體業的朋友們提到量子總是說,沒有關係,以後我們再做代工即可,反正台灣半導體這麼厲害。

台灣雖然領先中國半導體四個世代,中國卻已經用成熟製程做出60個量子位元的量子電腦了。摩爾定律再過3~4年恐怕就走不動了,因為3奈米製程當中,SRAM尺寸已經無法再大幅縮小,這是遇到瓶頸的一大警訊。

問:台灣如果像錯失網路時代那樣錯過量子時代,代價會是如何?

台灣若錯過量子電腦時代,損失的將是數千億美元或更大的商機。這商機不只是賣量子電腦或軟體而已,更多的是應用商機。製藥研發、材料、資安與最佳化(optimization)模擬分析,能夠應用的領域非常廣。

例如華爾街分析師,可以用量子電腦來為客戶分析一個最佳的投資組合,把資料送到雲端,讓量子電腦來運算。台灣若無法提供量子運算的解決方案,等於就要坐失數千億美元或更大的商機。

量子電腦硬體的研發要花很長時間,台灣倒不如先找一台量子電腦來發展應用,而且在發展的過程當中,也學習軟體。國外已有企業用量子運算來模擬化學元素反應,如果持續進步,沒有能力應用量子運算的化學人才,恐怕落後更多。

台灣在量子領域花的功夫不足,因為我在2018年起透過陳良基部長鼓勵政府發展量子電腦,但自從陳部長離開科技部以後,到目前還找不到一個可以對話的窗口。

問:半導體產業都人才不足了,該如何儲備量子方面的人才?

當年派了很多人去RCA去學半導體技術,為何現今不派公費留學生去量子研究水準極高的麻省理工(MIT)、 University of Maryland等大學呢?我們需要跟國際接軌來提升研究水準。

台灣有從國外念完博士和博士後研究回來任教的量子研究學者,但人數不夠多,如果能繼續派幾十個留學生去外國念書做研究,幾年後請他們回來任教,就能成為骨幹,開枝散葉。

但目前量子工作機會的確不多,學生可能會有這現實考量。我的建議是系所裡面把半導體和量子一起教,讓學生可以雙主修,畢業後可以去半導體或電腦公司工作,未來量子計算蔚為風氣,他們馬上就能派上用場。

半導體公司提供獎學金來培養半導體人才已經行之有年,再撥一些獎學金來培養量子領域的人才,對他們也只是九牛一毛。最重要的是,一定要開始訂出量子硬體製造的具體目標。

我建議中央研究院超導體團隊和中央大學光量子團隊,可以給自己立定目標:2030年做出30個qubit的雛型量子電腦來,由政府給資金。透過這個過程就能訓練出很多真正有實作經驗的工程師。

台灣具備量子基本知識的已經很少,要有實作經驗的就更少,海外是有,但恐怕請不回來。目前只有台大、成大、清華和中央4校有機會摸過硬體的老師才有經驗,所以一定要訓練出有實作經驗的團隊,以後才有機會成立公司。

胡國強簡介

胡國強台大電機系畢業,美國伊利諾大學香檳校區電腦科學博士,在職場生涯中做了四件有趣的事情:
.在EDA設計工具問世前,徒手設計了一顆16-bit微處理器。
.在S3設計開發了繪圖加速器,使得個人電腦的繪圖功能顯著提升。
.在SiRF公司設計開發了GPS導航晶片,讓導航功能進入手機。
.加入聯華電子,與客戶合作讓IC變得更小、更快、更省電。
.現在擔任兩家科技新創公司董事、顧問。

責任編輯:朱原弘