台積電祭新神器！ 矽光子搭CoWoS 突破「記憶體牆」瓶頸

SEMICON Taiwan國際半導體展將於9月2日登場，技術論壇今天提前開跑，台積電高階主管在半導體先進製程科技論壇演講表示，因應AI晶片異質整合設計需求，台積電推出先進矽技術和系統整合方案，結合奈米片結構製程、3D晶片堆疊、矽光子以及CoWoS先進封裝等。

台積電全球AI與HPC業務開發處長李湘指出，全球資料中心擴展加速，人工智慧AI推理應用更帶動AI運算量和詞元（Token，AI模型的最小運算單位）大幅成長，代理式AI（Agentic AI）不僅帶動中央處理器（CPU）需求，AI運算規模及能效升級，也帶動單一封裝內電晶體數量和3D堆疊設計要求，而AI資料中心叢集從單一機櫃擴展至跨機櫃，AI系統中資料搬移的能耗比重，超越運算本身。

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李湘表示，AI運算處理速度升級快，記憶體頻寬和資料傳輸仍跟不上，「記憶體牆」（memory wall）瓶頸限制AI整體運算擴展，台積電的先進矽技術，可讓AI晶片所需的高頻寬記憶體（HBM）在能效與傳輸頻寬明顯提升。

李湘指出，先進A14製程技術將於2028年量產，A13和A12製程技術預計2029年量產，N2X預計2028年量產。N2U是基於N2P技術進一步優化，將於2028年量產。

因應AI晶片異質整合設計需求，李湘表示，台積電推出整合高階奈米片（Nanosheet）電晶體結構製程、系統整合晶片（SoIC）3D晶片堆疊、COUPE矽光子技術、CoWoS先進封裝等的3DFabric三維矽堆疊（3D Silicon Stacking）平台。

展望台積電CoWoS先進封裝進展，李湘表示，今年台積電將量產全球最大5.5倍光罩尺寸的CoWoS封裝，良率高於98%，可整合更多邏輯與HBM晶粒。她表示，台積電預計2028年開始生產整合20個HBM的14倍光罩尺寸CoWoS，另外可整合24個HBM、大於14倍光罩尺寸的CoWoS版本，預計2029年到位。

在台積電緊湊型通用光子引擎COUPE（Compact Universal Photonic Engine）技術進展，李湘指出，今年首款200Gbps搭載COUPE技術的微環調變器（MRM）量產，台積電持續擴展，讓400Gbps的調變器、多波長技術與多列光纖陣列單元（FAUs），在2030年實現4Tbps/mm的頻寬密度。

（封面圖／東森新聞）