芯粒密度高效益大 將取代晶片
Meridian Innovation Limited策略顧問盧偉明工程師表示，芯粒（Chiplet）近年在投資市場很熱門，亦突破了1965年由英特爾（Intel）創始人之一戈登 · 摩爾（Gordon Moore）提出的摩爾定律 （Moore's law）。根據摩爾定律，密集集成電路（或稱晶片，IC）中的晶體管數量，大約每兩年增加一倍，這亦解釋了為何在手機尺寸沒有增加下，其功能可增加一倍或更多。他稱，摩爾定律在過去數十年一直可行，但近兩年已開始行不通，因晶片體積已愈來愈難再縮小，密度亦不容易再增加，因此有人提議用芯粒，突破了摩爾定律 ，亦掀起投資熱。他以建築為比喻介紹芯粒概念：「歐美的住屋是平房，密度不高，亞洲如香港的住屋則向高空發展，密度亦高。摩爾定律就如建平房般，兩年翻一翻；若建高樓則可一年翻一翻，因而能增加效益。芯粒的基本原理就如建高樓般，將晶片搭高而組成，密度高，效益大。」他又以Lego闡釋：「芯粒有如砌Lego，將Lego切開一塊塊，再搭高。」隨着電子及科技產品功能愈來愈多，一粒晶片已不能滿足需要。他指，芯粒是一粒很細小及很精密的晶片，未來主要應用於手機、機械人、智能家居、網絡保安、汽車等終端電子產品。
Meridian Innovation Limited策略顧問盧偉明指，芯粒未來主要應用於手機、機械人、智能家居、網絡保安、汽車等產品。
行業巨頭組聯盟 制定芯粒標準
另一考慮是時間。盧偉明稱，晶片的發展速度不及終端產品快，通常先有產品才投資生產新晶片。「如想快，可以用芯粒，因它是用現有晶片搭起砌成，其效果與一粒晶片相差不遠。」此外，採用芯粒可避開近期晶片的地緣政治角力。芯粒之間的訊號需要互通，才能被廣泛應用。因此，來自英特爾、AMD、Arm、高通、台積電、三星、日月光、Google雲、Meta、微軟等十大行業巨頭，今年3月組成芯粒標準聯盟，正式推出了通用芯粒高速互聯標準「Universal Chiplet Interconnect Express」（通用芯粒互連，簡稱UCIe），旨在制定一個開放、可互相操作的芯粒生態系統標準。他認為，UCIe標準有助芯粒商業化，而未來數十年芯粒有很大發展空間，但亦面對挑戰：「挑戰在於需要周邊配套支持，如建設一個芯粒生態系統，以及技術、測試等，這樣才能大量發展。」
（圖左至右）Meridian Innovation Limited策略顧問盧偉明、ASMPT Limited副總裁（技術部）促成科技開發組吳漢瑜，以及職業訓練局助理執行幹事劉慶強參與討論環節。
第三代半導體效能高 潛力大
隨着全球進入 IoT、5G、綠能、電動車時代，科技產品對於高頻、高速運算、高速充電的需求上升，以往的半導體材料（如矽，Si）已不能滿足需求， 因此高效能、低能耗的第三代半導體（又稱寬能隙半導體，Wide Band Gap Semiconductor ）成為新時代下的新寵兒。第三代半導體材料包括碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN），可實現更佳的導熱性、更高的開關速率，且更小尺寸的物理元件。ASMPT Limited副總裁（技術部）促成科技開發組吳漢瑜表示，第三代半導體效能較高，以同一面積的晶片為例，第三代半導體晶片的導電效能比矽晶片大一倍以上，且行高電壓。「一般家用電是200V，電動汽車是400V甚至800V，如行高電壓，相同的電力可以行低電流，能提升效率。」他預計，第三代半導體市場發展潛力龐大，將會取代矽。「電動汽車用電池驅動，需要充電快及充電量多，並且可以行使很長時間，不用經常充電，高效能的能源裝置十分重要，而第三代半導體能滿足這樣的需求。」他指，要成功應用半導體，除了設計外，封裝（packaging）也很重要，而公司主要為半導體生產商提供相關機器及解決方案，而芯粒機器也是公司的重點發展方向。「第三代半導體的功率模組封裝材料主要是銀（silver），其特點是耐高溫，對溫度變化的穩定性高，通過納米級銀粉顆粒進行低溫燒結（sintering）實現了芯粒和基板互連。但由於銀的價格較高，所以開始有人研究採用銅作為封裝材料。」他提到，其公司與APS公司及應科院今年合作進行一個第三代半導體氮化鎵（GaN）項目，主要針對電動汽車應用，應科院負責封裝設計，APS提供芯粒（die）等材料，而其公司則提供納米銀燒結（nano-silver sintering）設備及相關生產知識。
ASMPT Limited副總裁（技術部）促成科技開發組吳漢瑜指，第三代半導體效能較高，以同一面積的晶片為例，第三代半導體晶片的導電效能比矽晶片大一倍以上。
一眾嘉賓於香港電子論壇上合照。
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