韩青秀／专访 2021-09-02
半导体产业缺货缺料的火热话题不断持续，产能供不应求恐在短期内难以缓解与平衡，正迎接了难得一见的强大拉货潮。芯片身价暴涨引起了各国政府高度关注，美国大张旗鼓喊出将半导体制造拉回本土、欧盟也祭出千亿欧元规模以提升晶圆自给率、南韩朝向完整半导体布局、日本也积极整备半导体生产、中国自建供应链的雄心不减，在国家级的战略指导下，全球半导体产业的区域舰队隐然成形。
半导体产业供应链大洗牌，对产业带来契机、也带来了挑战，钰创董事长、台湾人工智能(AI)芯片联盟会长卢超群曾率先提倡，矽4.0时代下「异质整合」(Heterogeneous integration)将驱动产业突破瓶颈，如今更进一步提出半导体产业将迈向「4个1T」发展，并透过同体 / 异质整合(Monolithic & Heterogeneous integration)的加乘效果，将推动产业于2035年达到1.2兆美元产值的爆发力，而AI应用将驱动记忆体与逻辑运算进入整合的改革转捩点。
问：您如何看待半导体产业的未来展望与趋势？
答：台湾半导体产业正处于极度供应短缺，甚至影响到全球各大厂的业绩表现，根基来自于台湾过去30年将产业基础打得很好，因而赶上这一波荣景，但下个10~20年将和以前截然不同，以前是在时代洪流下浪涛汹湧，未来20年各方湧来的川流将纷纷聚集汇流、支流越来越复杂，也越来越难控制。
如今半导体已经被视为各国重点发展的产业，对于未来10年产业展望，我提出4个1T :
第一个T是「One Trillion Dollars Investments Worldwide」：全球将投入1兆美元的投资金额，这也是前所未有的，2021年半导体产业的产值将超过0.5兆美元，相对20年前，当时景气投资到投资额仅约1亿美元，现在却有上千倍的投资规模正跃跃欲试，产业竞争是山雨欲来风满楼，现在已可看到风刮起来了。
第二个T为「One Transistor in New Structure & Materials」：过去外界争议摩尔定律即将终结，摩尔定律的根基在于一个电晶体可以控制电子流动，延伸出各项技术应用，但未来的变动更大，因此摩尔定律并不是快到终结的尾声，而是新的异质整合(Heterogeneous Integration)与摩尔定律使用方式。
第3个T是「One Trillion Devices on Die & Multi-Trillions in HI」：现在大约几百亿个电晶体堆叠在单芯片上，未来将是一兆个或数兆个电晶体透过异质整合，堆叠于单芯片，未来5~10年内预计将会看到手机将比现在增加数十倍以上的能力，比20~30年多了数百倍。
第4个T为「One Trillion Dollars Revenues with Golden Techs」：台湾半导体产业在1990年代找到对的发展道路，2000年全世界半导体产值约2,000亿美元，进入2010年的10年内，产值增加50%至3,000亿美元；到了2020年产值达到约4,400亿~4,500亿美元，已经超过4,000亿美元的预期。
若根据摩尔定律，在2030年应该会达到6,000亿或7,000亿美元(约4,500亿元x1.5倍)，但我认为在同体 / 异质整合(MHI)发展下，到2035年或更早，全球半导体产业产值将会达到1.2兆美元，且这次淘汰赛将比以往来得更激烈。
问：可否解释将要如何达成您提到的4个1T？
答：钰创从2000年开始提出异质整合，不仅曾获得英特尔(Intel)颁奖肯定，也帮台积电打下江山，钰创与台积电的合作是异质整合的开端，将多元性芯片做在一个封装体内。
上述提到的4个T是产业现象观察及未来发展预估，至于要如何达成？不能只受限于摩尔定律或异质整合，必须要进一步聚焦至超级智能系统(Super intellgent Systems)的成形，此一系统组合涵盖了各种具自我解决问题的「Self-Smart」微系统及网路，借由同体 / 异质整合来完成最大化。
根据估计，2021年半导体产值将达到5,000亿~5,500亿美元，已高于在摩尔定律时代预估的4,000亿美元产值，且进入矽2.0+矽3.0时代的整合系统，推动每10年就能再增加成长1,000亿美元，成为人类的辉煌时代。
如今矽4.0世代才正开始，2022年仍是半导体产业的好年，产业将延续供不应求，周边供应链如基板、封装、测试也都延续需求，半导体智能需求空前成长，过去我曾提出矽4.0时代的异质整合架构，将大量促进产业创新，现在提出更新的理论为同体 / 异质整合(MHI)新趋势，将推动产业在2035年达到1.2兆美元的产值。
钰创近年来的转型与调整，让自身肌肉更为结实，尤其AI应用更需要进行异质整合，如果没有加入记忆体协作将无法完成，故达到性能和功效的发展目标，将必须要透过异质整合，钰创最近推出PRC DRAM芯片更耐压及耐热，即借由异质整合设计来达成。
问：矽4.0时代下同体 / 异质整合的发展趋势，何时会爆发呢？
AI应用与趋势已在发生中，对于处理资料与运算力与10年前截然不同，因此半导体势必要经过彻底改良。在2010年提过矽4.0时代的预测及看法，就是要充分利用异质整合技术，以结合半导体和应用系统终端技术，而半导体不是应用科学，方法论的基础将会决定产业胜负与转变。
在矽1.0时代属于摩尔定律的世代，每2年在单位节点面积内增加1倍电晶体数量，是指同质芯片的发展进程；矽2.0时代主要依靠面积微缩法则(Area Scaling)，以有效延续摩尔定律的主轴；而矽3.0时代进入体积微缩法则(Volumetric Scaling)，台积电导入InFo设计架构而独吃苹果(Apple)大单。
矽4.0时代是在异质整合技术上，结合非半导体技术的应用系统端，以同体 / 异质整合的概念来说，也就是把矽和非矽材料装置的同体 / 异质整合最佳化，用来创造由奈米矽核心与AI技术支援的Self-Smart微系统，而多个Self-Smart微系统连结成为超级网路，构成更大的超级智慧系统，预期此一趋势可望于未来10年内爆发。
从发展趋势来看，人类对于资料需求将远超过现有5G网路的负荷，全球总人口约达70多亿人，而每个人资料需求量在未来将是100倍成长。以前是技术主导应用驱动，未来将是资料需求拉着半导体产业在走，预估2035年达到1.2兆美元甚至可能是被低估的，驱动成长的技术基础就是同体 / 异质整合。
外界在问半导体产业2022年会不会崩盘? 我认为，市场可能会喘息、但产业不会崩盘，因为人类的资料使用率成长太快，用1兆美元的资金投入半导体产业也填不满人类对资讯的需求。
问：记忆体在AI产业扮演的角色为何？记忆体如何与逻辑进行整合？
答：现在DRAM、NAND Flash产业规模日渐庞大，但也面临到与逻辑整合问题，记忆体的功能是储存资料，若要增加价值就需导入逻辑运算，但两者之间差距极大，由于记忆体技术是自成一格，成为无法极大化同体 / 异质整合的关键。
将DRAM譬喻为大卡车，专门负责运货；而逻辑则是跑车，速度很快处理庞大资料，但资料处理产业的需要是跑车加上大卡车，故要将大货车加把马力、让跑车加上容量，两者结合变成巨大的跑车，这个理想将在未来世代即将到来，其差距需透过新的同体 / 异质整合记忆体。
虽然现阶段已经有将DRAM加入逻辑电路的记忆体内运算解决方案，以及SRAM、MRAM等新型记忆体发展，但无论是「in-memory Computing」或「near-memory computing」，在制造量产还没有出现新的显学途径。此外，NAND取代传统HDD成为资料储存主流技术，制程堆叠越来越高，但从DRAM与Flash也存在整合落差。
从逻辑、SRAM到DRAM的变化将是未来一大宝藏，记忆体整合将取得新力量，不只是在SoC、类比与电源进行整合，更要从接口开始进行改革，钰创已经启动布局，将逻辑与记忆体之间整合为新的记忆体型态，就是所谓同体 / 异质整合Memory，将在未来5年内出现大变革。至于同体 / 异质整合要如何进行与定义，将由各家各凭本事，也是决定未来成败的关键。
问：您如何看待半导体供应链缺货的问题，以及对钰创的影响性如何？
台湾半导体过去30年来建立深厚基础，正好赶上了2020年以来这一波荣景，疫情造成对资讯压缩需求爆发，半导体产业在全球疫情严峻时期时立了第一大功，现在半导体供应链的严重缺货，未来5年需求集中于这2年爆发，2020年我已提出警告，但没想到会来得这么猛烈。
这一波缺货不同于过去需求与产能供给凑不起来，现在是需求大量来临，且各领域都蓬勃发展，进而引发产业链供给混乱。但盖一座晶圆厂需要3~5年才发挥效应，龙头大厂预期直到2023年都将缺货，这不是供应链的「长短脚」问题，而是系统端的异质整合没有跟上、拖累跑不动。在资料数据、车用、AI等不同领域都面临此问题，系统端必须要凑足更多零组件及材料，导致供应链缺货更为严重。
由于整个晶圆及材料都持续上涨，钰创自然无法免于其外，但涨价不能只是反应材料成本，而是要提供附加价值，如RPC DRAM、KGD等产品价值超过成本涨幅，不是菜价贵才涨价，而是把菜做得更精致美味。过去6年钰创一直陆续进行转型，不再靠着冲量来支撑营收，目标是转型到品质提升。
从产业长期发展角度，直到2035年半导体产业景气与市况可能会有上下起伏的变化，但不会缺乏应用及成长的机会，钰创的新发明能否引领全新MHI趋势，当前仍处于发展阶段，但绝对可以做出前所未见的产品。如果上游晶圆供应吃紧，钰创更要能证明自己的价值，是晶圆厂能够永续经营的合作夥伴。
问：对台湾新世代的半导体人才养成，您认为现在面临了哪些问题？
台湾现在半导体人才培育处于「题材不缺、人才缺；人才不缺、钱财缺」，全球各国家将半导体产业视为战略性支持产业，并积极推动必要投资，其他国家科技计划动辄以百亿或上兆美元为单位，但台湾年轻人的新创公司难以筹措资金。
如今半导体产业的成长远景是毋庸置疑的，不只是春燕来了，更是处于豔阳高照的盛况，但却缺乏足够的资金活水给创业家。过去产业竞争是先要有人才、再讲技术、再讲资金，现在的环境是投入资金与其他国家相差太远，虽然台湾半导体产业的规模已经很大了，但其他国家提出的是数倍大的投资金额。 未来竞争优势将取决于资金、投资与产业奖励制度，呼吁政府与企业应一同出资，以投入先进制程开发以及成立台湾智能研发制造中心，随着全球新一波的全球半导体资讯大战即将开打，台湾需要老、中、青不同世代共同协力面对。