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台积电:计划十年内实现万亿晶体管GPU

2024年4月3日
  • 编辑:Betty
  • 中国半导体出海网

根据台积电高管发表的一篇长篇的详细报告,半导体行业将引来激动人心的发展。这家全球最大的芯片制造商正踏上一条雄心勃勃的征途,目标是开发出一款含有一万亿个晶体管的GPU,这比目前市场上最大的芯片所含晶体管数量多出大约十倍。尽管这个目标可能要花上十年的时间去实现,但台积电对此秉持着乐观的态度。

在为IEEE Spectrum撰写的一篇社论中,台积电的董事长刘德音和首席科学家黄汉森(H.-S Philip Wong)阐述了他们对半导体未来发展的思考。文章的核心议题是公司如何规划打造一款晶体管数量高达一万亿的GPU。文章还详细讨论了当前AI热潮如何成为推动芯片,尤其是GPU计算能力提升的主要动力。同时,文章指出,随着传统缩小制程技术时代的结束,未来的发展方向已经变得清晰:那就是芯片片和三维堆叠技术。两位专家表示,目前台积电二维光刻技术已经接近其极限,大约为800平方毫米的光栅尺寸。但他们也指出,通过使用垂直堆叠技术,例如芯片堆叠在晶圆上基板(CoWoS)技术,可以在单个封装集成相当于六个栅场的芯片数量。此外,他们还强调了台积电的系统集成电路(SoIC)技术,该技术被用于堆叠高速宽带存储器(HBM)芯片。目前的技术已经能够实现八层的堆叠,而未来将能够达到十二层。他们还提到,从传统的焊球连接过渡到使用铜材料的“混合键合”技术,将进一步增加芯片的集成密度。混合键合技术是半导体封装领域的一项重要创新,它通过提供更高密度的互连和更小的封装尺寸,为未来的电子设备和系统带来了更高的性能和更低的成本。随着技术的不断成熟和发展,混合键合技术有望在半导体行业占据越来越重要的作用。这两位高管在文章中写道:“如果人工智能革命想要保持目前的发展速度,半导体行业需要提供更强大的支持。在未来十年内,我们将需要一款拥有一万亿晶体管的GPU,其晶体管数量时现在常见GPU的十倍。”他们强调,随着我们进入2纳米及更先进的制程技术,半导体制造将面临前所未有的挑战和复杂性,而不再仅仅是缩小制程节点。未来的挑战将包括如何在水平和垂直方向上连接芯片,例如英伟达的Blackwell GPU和AMD的MI300加速器所采用的技术。这一技术进步和创新,不仅推动GPU性能的显著提升,还将为人工智能、大数据处理和云计算等领域带来革命性的变革。

图片来源:台积电

图一:图片来源:台积电

总之,台积电的这一目标不仅是技术上的挑战,也是对未来计算能力的一次大胆预测。通过不断的技术创新和工艺进步,台积电正引领半导体行业迈向一个新的里程碑。