台积电抢攻下个AI狂潮 「硅光子」爆半导体新黑马

虽然今年半导体市况受到消费性电子需求不佳影响，但受到AI应用兴起，先进封装技术的发展成为市场瞩目的焦点，提供半导体产业长期成长动能。

一年一度由国际半导体产业协会（SEMI）主办的「SEMICON Taiwan 2023国际半导体展」已顺利落幕，今年有超过九五○家企业、多达三千个展览摊位、国内外观展人数超过六万人，规模再创纪录。

先进封装发展成焦点

虽然今年全球半导体产业表现受到高利率、通膨压抑，但此次半导体展规模却更胜以往，邀请多位来自台积电、日月光投控、高通（Qualcomm）、博通（Broadcom）、meta、英飞凌（Infineon）及三星（Samsung）、Sony等全球大厂的高阶主管，担任主题讲者分享前瞻趋势洞察，锁定异质整合、智慧制造、策略材料及软性混合电子技术等四大前瞻技术；其中，异质整合更是与AI发展高度相关，能透过整合不同制程、构架和功能的芯片，提供更高性能的算力支持。根据研调机构Yole预估，全球先进封装市场规模将由二○二二年的四四三亿美元，成长至二八年的七八六亿美元，年复合成长率达十.六%。

台积电董事长刘德音在此次半导体展中提到，「进入AI时代，半导体产业的未来发展，就像走出隧道一般，不会再受到拘束，而充满无限可能」，直言AI将成为半导体成长的巨大潜力。

过去AI已应用于如人脸辨识、语言翻译、电影和商品推荐等，而生成式AI，更是提升高一个层次，能够汇整合成知识，可用于创作诗词及艺术品、诊断疾病、撰写报告和电脑代码，且所需的运算能力和內存仍在快速成长。如GPT-3模型需要超过五○○○千兆次浮点运算（peta-FLOP），与三TB的內存容量。

刘德音提到，过去半导体技术一直在进行尺寸微缩，试图将更多的晶体管置入晶片中，但现在整合技术已往上提升了一个层次，将许多芯片整合到一个紧密且大规模互连系统中，从2D微缩，进入到3D系统整合。

台积电的CoWoS技术开发超级载体中介层能够容纳高达六个光罩曝光面积的运算芯片，以及十二个HBM3高频宽內存堆叠，而HBM依赖硅穿孔（TSV）和焊接凸块进行堆叠，未来台积电的3D SoIC可为HBM技术提供替代方案。像是超威（AMD）就是SoIC的首批客户，其最新的MI300即是以SoIC搭配CoWoS，在AMD之后苹果（Apple）也规划采SoIC搭配InFO的封装方案，预定于MacBook使用，最快二○二五∼二六年有机会看到终端产品问世。

此外，台积电高层在半导体展上分享硅光子技术的进度，也引发市场对于硅光子的高度关注。台积电的紧凑型通用光子引擎（Compact Universal Photonic Engine）技术将扮演重要的角色，利用SoIC技术来整合在GPU和路由器交换器旁边的集成电路（EIC）及积体光路（PIC），在AI应用的推动下，硅光子技术将成为半导体产业的关键技术。

SEMI台湾区总裁曹世纶表示，去年全球半导体设备和材料市场规模创下历史新高，其中设备市场年增五%，产值达一○七四亿美元；材料市场年增九%，产值来到七二七亿美元。尽管今年各大半导体厂投资步伐放缓，SEMI预估今年半导体设备产值为八七四亿美元，年减十八.六%，但预估明年半导体设备产值可望重回一千亿美元水准，且在全球产能区域化的浪潮下，预期台湾仍然是最重要的半导体生产枢纽。