科技促半导体产业发展
芯粒冒起料成市场新宠

芯粒密度高效益大  将取代晶片

Meridian Innovation Limited策略顾问卢伟明工程师表示，芯粒(Chiplet)近年在投资市场很热门，亦突破了1965年由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出的摩尔定律(Moore's law)。根据摩尔定律，密集集成电路(或称晶片，IC)中的晶体管数量，大约每两年增加一倍，这亦解释了为何在手机尺寸没有增加下，其功能可增加一倍或更多。

他指出，摩尔定律在过去数十年一直可行，但近两年已开始行不通，因晶片体积已愈来愈难再缩小，密度亦不容易再增加，因此有人提议用芯粒，能突破摩尔定律，亦掀起投资热。

他以建筑为比喻介绍芯粒概念：＂欧美的住屋是平房，密度不高，亚洲如香港的住屋则向高空发展，密度亦高。摩尔定律就如建平房般，两年翻一番；若建高楼则可一年翻一番，因而能增加效益。芯粒的基本原理就如建高楼般，将晶片搭高而组成，密度高，效益大。＂他又以Lego阐释：＂芯粒有如砌Lego，将Lego切开一块一块，再迭高。＂

随着电子及科技产品功能愈来愈多，一粒晶片已不能满足需要。他指出，芯粒是一粒很细小及很精密的晶片，未来主要应用于手机、机器人、智能家居、网络保安、汽车等终端电子产品。

行业巨头组联盟  制定芯粒标准

另一考虑是时间。卢伟明表示，晶片的发展速度不及终端产品快，通常先有产品才投资生产新晶片。＂如想快，可以用芯粒，因它是用现有晶片搭起砌成，其效果与一粒晶片相差不远。＂此外，采用芯粒可避开近期晶片的地缘政治角力。

芯粒之间的讯号需要互通，才能被广泛应用。因此来自英特尔、AMD、Arm、高通、台积电、三星、日月光、Google云、Meta、微软等十大行业巨头，今年3月组成芯粒标准联盟，正式推出了通用芯粒高速互联标准＂Universal Chiplet Interconnect Express＂(通用芯粒互连，简称UCIe)，旨在制定一个开放、可互相操作的芯粒生态系统标准。

他认为，UCIe标准有助芯粒商业化，而未来数十年芯粒有很大发展空间，但亦面对挑战：＂挑战在于需要周边配套支持，如建设一个芯粒生态系统，以及技术、测试等，这样才能大量发展。＂

第三代半导体效能高且潜力大

随着全球进入物联网IoT、5G、绿能、电动车时代，科技产品对于高频、高速运算、高速充电的需求上升，以往的半导体材料(如硅，Si)已不能满足需求，因此高效能、低能耗的第三代半导体(又称宽能隙半导体，Wide Band Gap Semiconductor)成为新时代下的新宠儿。第三代半导体材料包括碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，可实现更佳的导热性、更高的开关速率，且更小尺寸的物理元件。

ASMPT Limited副总裁(技术部)促成科技开发组吴汉瑜表示，第三代半导体效能较高，以同一面积的晶片为例，第三代半导体晶片的导电效能比硅晶片大一倍以上，且行高电压。＂一般家用电是200V，电动汽车是400V甚至800V，如行高电压，相同的电力可以行低电流，能提升效率。＂

他预计，第三代半导体市场发展潜力庞大，将会取代硅。＂电动汽车用电池驱动，需要充电快及充电量多，并且可以行使很长时间，不用经常充电，高效能的能源装置十分重要，而第三代半导体能满足这样的需求。＂

吴汉瑜指出，要成功应用半导体，除了设计外，封装(packaging)也很重要，而公司主要为半导体生产商提供相关机器及解决方案，而芯粒机器也是公司的重点发展方向。＂第三代半导体的功率模组封装材料主要是银(silver)，其特点是耐高温，对温度变化的稳定性高，通过纳米级银粉颗粒进行低温烧结(sintering)实现了芯粒和基板互连。但由于银的价格较高，所以开始有人研究采用铜作为封装材料。＂

他提到，其公司与APS公司及应科院今年合作进行一个第三代半导体氮化镓(GaN)项目，主要针对电动汽车应用，应科院负责封装设计，APS提供芯粒(die)等材料，而其公司则提供纳米银烧结(nano-silver sintering)设备及相关生产知识。

相关网页：

• 香港秋季电子产品展
• 国际电子组件及生产技术展
• 国际信息科技博览
• 香港国际秋季灯饰展
• 香港国际户外及科技照明博览
• 贸发网采购平台
• 香港贸发局中小企服务中心
• 香港贸发局最新活动安排

延伸阅读：

• 初创预测病毒基因变异  大幅提升新冠疫苗效用
• 致力培育人才驱动经济  为港制订创科发展蓝图
• 初创研发油漆有效降温  大湾区设点量产供全球
• 贸发局秋季五大科技展  智能照明及机器人看俏
• 初创推AI艺术科技平台  强化香港中外交流角色
• 秋季五大科技展见未来  线上线下创跨行业商机
• 贸发局论坛推创新技术  倡一带一路可持续发展