全村挺一人2／為了AI高速運算晶片要結合光與電 台廠供應鏈「頭頂一片大烏雲」
[周刊王CTWANT] 「台灣正站在機會跟時間的十字路口，硬體首次成為新瓶頸，是前所未有的巨大壓力。」日月光半導體執行長吳田玉3日宣布，與台積電攜手領頭，邀請30家以上的廠商，組成「SEMI矽光子產業聯盟」，參與者集結台灣各領域最強業者，包括聯發科、廣達、鴻海、友達等，目標是突破技術、強化合作，並制定產業標準，甚至連競爭對手台積電和三星電子，這次也不得不同台「交朋友」
AI時代改變全產業鏈，輝達執行長黃仁勳9月11日在高盛集團舉辦的技術會議上，被問到客戶巨大的AI支出能否帶來投資回報時，黃仁勳坦言這些企業「別無選擇」，只能接受。
所以在今年的國際半導體展SEMICON Taiwan上，不管是歐美或日韓業者，都提到一樣的問題，就是正困於滿足「AI需要的能力」，「我們現在都在賽跑，在硬體上投入巨大成本，台灣就像是頭上壟罩著一大頂烏雲，為了維持供應鏈韌性，但走哪條路會領先或落後，是非常複雜的問題」吳田玉感嘆。
吳田玉表示，所有硬體被迫加速前進，晶片密度越來越強、連結需求越來越高，熱傳導能源及速度的要求，已經和現代金屬材料的物理極限有衝突，而目前業界公認「光」是唯一解，矽光子已研發很多年，雖有技術但很貴，停留在研發和少量生產階段，但「AI發展帶來的壓力，矽光子時代會比我們預期更快來臨。」
業內人士跟CTWANT記者解釋，像是輝達最新Blackwell平台，其中GB200 NVL72資料中心解決方案需要36顆CPU和72顆Blackwell GPU串在一起，晶片之間需要高速連結，過去是用導電較好、CP值高的銅線傳輸，但金屬傳電一定會有發熱和阻擋的問題，不夠快，加上發熱就會浪費電，業界想到要用光，早在20年前IBM就投入研究，英特爾研究10年，希望用光來當傳輸管道。
不過電和光需要額外設備去轉換，目前常聽到的CPO（Co-Packaged Optics）技術，需要光接收器、光波導、光調變器、電流電壓放大器、驅動IC、交換器等元件整合在一起，過去是放在PCB板四處，現在則安裝在一個可以隨時插拔的插槽上，接下來是想轉為共同的封裝光學模組。
工研院產科國際所分析師劉美君表示，目前國內矽光子研發還停留在第一階段，就是透過PCB板將零件進行組裝，再透過光波導元件來進行光的轉換跟傳遞。第二個階段是由日本NTT在IOWN（全光和無線網路聯盟）所提出，想將所有晶片都放在矽基板上，用半導體方式封裝在一起，所有晶片之間的訊號傳輸，都透過「光」來傳遞，而最終目標，就是讓「晶片內」的資料也能透過光來傳輸。
在半導體產業從事40年的應用材料總裁Gary E. Dickerson說，現在有四大重要技術面臨轉折，包括尖端邏輯、記憶體DRAM、高頻寬HBM、先進封裝整合等，未來幾年，技術會截然不同，「一個晶片，有2000個製程步驟、25種材料，以及超過100種方式來結合，現在所有半導體業者都了解，面對複雜性與日俱增，這種近乎不可能的運算需求成長，不可能再靠單打獨鬥，」但「誰先推出新產品，就能獲得巨大成功，把所有人拋在後頭。高速創新、高速學習，實驗成功，就是生死攸關的事情。」
吳田玉表示，雖然台灣晶圓廠與封裝廠，以及系統設計端是世界第一，但在記憶體、材料與設備等，還需要其他區域的夥伴，因此必須「廣結善緣、多交朋友」，「這跟過去的競爭很不一樣。」
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- 記者：周刊王CTWANT
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