劉德音：3D 小晶片是打造全球 1 兆電晶體 GPU 關鍵

台積電董事長劉德音和首席科學家黃漢森共同掛名在 IEEE 網站發表文章「如何達成 1 兆個電晶體的 GPU」，並提到 3D 小晶片（3D chiplets）將是打造全球首個一兆電晶體 GPU 的關鍵。如今千億電晶體 GPU 已無法滿足需求，單個 GPU 需要一兆個電晶體，這種晶片最快有望 2034 年出現。

外媒 theregister 指出，實現兆級電晶體重要一環是提高電晶體密度，劉德音和黃漢森認為，僅靠新製程是不夠的，3D 晶片能將多個晶片連接在一起。隨著電晶體數量不斷增加，需要多個晶片透過 2.5D 或 3D 整合連接，目前台積電將許多晶片組成緊密整合、大規模互聯的系統。

單個晶片最大尺寸取決於製程的倍縮光罩（reticle）限制，目前最大倍縮光罩限制在約 800 平方毫米，生產這樣的處理器不僅成本高昂，尺寸也不足以在短期內達到兆個電晶體。

小晶片不僅可突破網狀微粒的限制，還能降低製造成本，特別是當單個小晶片位於較小的一側時。劉德音和黃漢森認為，將晶片進行 3D 堆疊，是另個必要組成部分，主要集中在高頻寬記憶體（HBM）晶片上。

根據台積電製圖，按自 2008 年來電晶體數量成長的歷史趨勢，電晶體數量成長十倍約需要 8-10 年時間。2008 年的極限是10 億、2016 年突破 100 億電晶體，而 Blackwell GPU 又突破 1,000 億電晶體大關，目前傳 GH200 會超過 2,000 億個電晶體。

台積電稱 2034 年實現兆級電晶體目標，英特爾執行長 Pat Gelsinger 預期可在 2030 年實現，距離現在只有 6 年時間，後者認為關鍵在 3D 堆疊，而英特爾能比台積電做得更好、更快。