引言# x# q4 J( b: r; Q6 O
TSMC 每年的技术研讨会是了解半导体产业发展的重要活动,可视为半导体产业发展的风向标。通过 TSMC Co-COO 米玉杰、Deputy Co-COO 张晓强和侯永清三位高管的演讲,我们可以快速了解今年的最新发展。以下整理了重点摘要和分析,并结合 TSMC 客户动向,帮助大家把握未来发展方向[1]。1 C; l& \4 j( h% B% W
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芯片需求仍主要由 AI 算力驱动* ^* o- r! ?- o& f
根据 TSMC 目前掌握的需求,半导体产业最大的驱动力仍是 AI 算力需求,这不仅影响芯片需求量,也推动先进制程和先进封装的技术发展。* v! h$ B/ ], b+ w# X3 ^9 y
, ^4 G, l! t, j0 o1 K从终端需求来看,AI 数据中心需求最为强劲,边缘 AI(智能手机、PC 和物联网)仍处于初期阶段,增长幅度较小,汽车用芯片增长动力较弱。因此,整体技术发展仍以支持 AI 数据中心为主。
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从 AI 数据中心角度看,由于数据中心芯片对尺寸没有像手机芯片那样严格的要求,因此芯片发展趋势与过去手机芯片主要由先进制程驱动的发展方向不同,而是结合先进制程、先进封装、先进内存和硅基光电子的大型芯片。; j7 L% X: \6 C- f! s3 h
: t- s, K5 l! X& S5 x6 j这可以从 TSMC 提出的 System-on-Wafer (SoW) 路线图中看出。( s+ V! J6 N$ ?
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- h- i7 F+ t' Q! e算力需求驱动芯片向 System-on-Wafer 大型芯片系统发展
5 B. A! `, A8 h' |对照 NVIDIA 和 AMD 的芯片设计发展,我们发现 AI 数据中心相关的芯片设计有逐渐增大的趋势。
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j' G# p) e- U+ N' j, n# RNVIDIA Rubin Ultra 预计采用 4 个 GPU 和更多的 HBM 组合在一起,表明 AI 数据中心芯片正在向更大尺寸演化。1 m7 @7 B0 `; }" c1 s1 X8 d
' F( `; I) s% w/ f而 Tesla Dojo 的设计也展示了晶圆级封装的可能性,TSMC 将把这种制程从 InFO 升级到整合 CoWoS 和 SoIC 的未来形态,以支持更大算力发展。
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CoWoS-L、SoIC、光电共封装、HBM4、Nanosheet 技术支撑 AI 芯片系统发展/ s: Y. Y9 [9 f0 C* n) ~/ d
在 System-on-Wafer 发展趋势下,需要各种先进封装技术和先进制程的演进来推动更大的算力密度。
2 M; ]0 |! @) mCoWoS-L:与前一代 CoWoS-S 使用硅通孔 (TSV) 制程不同,为了达到更大的尺寸并兼顾良率,CoWoS-L 采用重构式插入层 (reconstituted interposer) 方式,将各种不同的主被动元件放进 interposer 中。
/ n" K, s% m4 x* y9 ^SoIC:为了持续微缩 3D 封装的线宽,SoIC 从 Face-to-Back 制程延伸到 Face-to-Face 制程,Broadcom 已率先宣布在未来芯片设计中导入这种制程。
2 Q8 c+ R* }2 O8 W U光电共封装:在硅基光电子技术发展中,目前仍以插拔式为主。为了实现更大的数据传输量和更低的能耗,Broadcom、NVIDIA 等公司都导入光电共封装 (CPO) 技术:以先进封装技术将光通信和芯片结合在一起。8 T6 D, `- x5 @4 M4 j2 x0 g( A9 L' v
HBM4:AI 模型持续扩大,因此内存带宽和容量仍是 AI 芯片系统的主要瓶颈。高带宽内存 (HBM) 技术持续快速发展。TSMC 宣布与 Hynix 共同开发下一代 HBM,并提供 HBM Base-Die 的制程。
4 K) J4 a7 N1 z/ uNanosheet:最后是先进制程。Nanosheet 制程将是 2nm 以后的全新制程,TSMC 持续发展先进制程并展示相对其他竞争对手更优越的良率。作为 Nanosheet 的延伸,TSMC 也在积极布局和研发 CFET 制程。4 u1 [2 Q9 c6 U+ H
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结论:先进制程和先进封装逐渐融合,Foundry 2.0 时代来临
' T9 p% g/ k5 m, p4 ]8 S# e未来 5-10 年的半导体制程将延伸到下一层次,从过去以先进制程微缩发展为主,到融合先进制程和先进封装,并整合内存和硅基光电子技术到同一芯片系统的"Foundry 2.0 时代"。3 |; K1 i) m8 o7 e' x$ v1 Z6 ]
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从本次 TSMC 技术研讨会,我们看到 TSMC 过去的布局逐渐汇集起来,从传统的 Moore 定律电晶体微缩维度,增加了系统整合维度,开启了新局面。这样的发展加速了半导体产业,代表了新时代的到来,让人期待半导体产业的未来技术发展。
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1 h( y5 O( T0 H参考来源
3 z; T2 c8 ?) s- \; W8 P. l. v) H2 x* B) R9 s[1] TSMC 2025 Technology Symposium
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& ]! X7 u$ m3 ?. `9 l- f6 O: H0 k( r深圳逍遥科技有限公司(Latitude Design Automation Inc.)是一家专注于半导体芯片设计自动化(EDA)的高科技软件公司。我们自主开发特色工艺芯片设计和仿真软件,提供成熟的设计解决方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio,分别针对光电芯片、微机电系统、超透镜的设计与仿真。我们提供特色工艺的半导体芯片集成电路版图、IP和PDK工程服务,广泛服务于光通讯、光计算、光量子通信和微纳光子器件领域的头部客户。逍遥科技与国内外晶圆代工厂及硅光/MEMS中试线合作,推动特色工艺半导体产业链发展,致力于为客户提供前沿技术与服务。. B+ P! n! w- F4 k" T6 R$ d' N
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