COMPUTEX 2024 即將舉行，包括輝達 (NVIDIA)、AMD、英特爾 (Intel)、高通等科技大廠高層都將來台發表主題演講，備受業界關注之前，這些科技大廠的合作夥伴台積電也將在該盛會進行暖身。台積電 2024 年度技術論壇即將在本週召開台北場的會議，屆時將延續先前在北美及歐洲的場次，細說相關的尖端技術之外，還將為重要的客戶們提出什麼樣的技術進展，已經成為本週科技業最受矚目的大事。
台積電總裁魏哲家在先前其他地區所舉辦的技術論壇中表示，我們身處 AI 賦能的世界，人工智慧功能不僅建置於資料中心，也內建個人電腦、行動裝置、汽車甚至物聯網。台積公司為客戶提供最完備的技術，從全世界最先進的矽晶片，到最廣泛的先進封裝組合與 3D IC 平台，再到串連數位世界與現實世界的特殊製程技術，以實現對 AI 的願景。
A16 埃米時代先進製程與超儀電鬼競爭優勢
最受矚目就是進入埃米時代台積電 A16 先進製程。台積電表示，領先業界的 N3E 技術進入量產，及 N2 技術 2025 下半年量產，台積電技術藍圖推出新技術 A16。A16 結合超級電軌（Super Power Rail）架構與奈米片電晶體，2026 年量產。
台積電超級電軌將供電網路移到晶圓背面，晶圓正面釋出更多訊號網路空間，提升邏輯密度和效能，A16 適用有複雜訊號佈線及密集供電網路的高效能運算（HPC）產品。相較台積電 N2P 製程，A16 相同 Vdd (工作電壓) 速度增加 8%~10%，相同速度功耗降低 15%~20%，晶片密度提升高達 1.10 倍，支援資料中心產品。
台積電表示 A16 採不同晶片佈線，也就是向電晶體輸送電力的電線將位於電晶體下方而不是上方，稱為背面供電，有利生產更有效率的晶片。另外，最佳化處理器的方法之一是緩解 IR 壓降。但這現象會降低晶片電晶體接收的電壓，降低性能。因此，A16 電線不太容易出現電壓下降，這使得競爭對手英特爾也在 Intel 20A 加入背面供電，不僅簡化電力分配，還允許晶片電路更緊密封裝，目標是處理器放入更多電晶體以提高運算能力。但台積電指出，旗下超級電軌背後供電技術比英特爾技術更複雜，可提高晶片效能。因此，在本次論壇中，關切的重點則將落在 A16 製程技術的發展與超級電軌的競爭優勢。
NanoFlex 技術支援奈米片電晶體與客戶合作
台積電也創新 NanoFlex 支援奈米片電晶體。台積電表示，即將推出的 N2 技術將搭配 NanoFlex，展現台積電在設計技術協同最佳化突破。NanoFlex 為晶片設計人員提供了靈活 N2 標準元件，這是晶片設計的基本構建模組，高度較低的元件能夠節省面積並擁有更高的功耗效率，而高度較高的元件則將效能最大化。客戶能夠在相同的設計區塊中優化高低元件組合，調整設計進而在應用的功耗、效能及面積之間取得最佳平衡。
台積電共同應運長米玉傑表示，先進製程進化還未停止，機會和挑戰機會並存。台積電採雙研發團隊體制，兩團隊交替推出最新製程，代表有更多時間和技術資源。目前每代製程開發週期長達五年，甚至七年，較二至三年明顯放緩，但未停止。7 奈米製程之後，台積電新製程都會導入新技術。2 奈米導入更複雜 GAA 電晶體，暫定 2025 年量產。台積電未來還會開發，以推動半導體業繼續向前。新 NanoFlex 支援奈米片電晶體，如何與客戶合作，亦成為大家關心的話題。
N4C 方面，台積電宣布推出先進 N4C 以因應更廣泛應用，N4C 延續 N4P，晶粒成本降低高達 8.5% 且採用門檻低，2025 年量產。N4C 提供具面積效益的基礎矽智財及設計法則，皆與 N4P 完全相容，因此客戶可輕鬆移轉到 N4C，晶粒尺寸縮小亦提高良率，為強調價值為主的產品提供有成本效益的選擇，以升級到台積電下個先進技術。
先進封裝如何為人工智慧發展開創道路
▲ 台積電 CoWoS 介紹。
備受關注的先進封裝發展 CoWoS、系統整合晶片、系統級晶圓（TSMC-SoW），台積電指旗下 CoWoS 是 AI 革命的關鍵推動技術，讓客戶單一中介層並排放置更多處理器核心及高頻寬記憶體（HBM）。台積電系統整合晶片（SoIC）已成為 3D 晶片堆疊的領先解決方案，客戶越來越趨向採用 CoWoS 搭配 SoIC 及其他元件，以實現最終系統級封裝（System in Package，SiP）整合。
台積電系統級晶圓提供革新選項，讓 12 吋晶圓能容納大量晶粒，更多運算能力，大幅減少資料中心空間，並將每瓦效能提升好幾個等級。台積電量產首款 SoW 產品採用以邏輯晶片為主的整合型扇出（InFO）技術，採 CoWoS 晶片堆疊版 2027 年準備就緒，整合 SoIC、HBM 及其他元件，打造強大且運算能力媲美資料中心伺服器機架或甚至整台伺服器的晶圓級系統。
人工智慧晶片都仰賴先進封裝，台積電先進封裝發也攸關下代人工智慧晶片。因此先進封裝精進進度如何，絕對是本次論壇焦點。SK 海力士已與台積電簽屬協議，合作生產人工智慧（AI）下代高頻寬記憶體（HBM）晶片，兩家公司合作最佳化 SK 海力士 HBM 和台積電封裝製程 CoWoS 整合，勢必成為台積電另一重要發展關鍵。
矽光子與車用先進封裝發展為台積電未來發展重要基石
矽光子整合方面，台積電研發緊湊型通用光子引擎（COUPE），支援 AI 熱潮的數據傳輸爆炸性成長。COUPE 使用 SoIC-X 晶片堆疊技術將電子裸晶堆疊在光子裸晶之上，相較傳統堆疊，能為裸晶對裸晶介面提供最低的電阻及更高的能源效率。台積電 2025 年完成支援小型插拔式連接器的 COUPE 驗證，2026 年整合 CoWoS 封裝成為共同封裝光學元件（Co-Packaged Optics，CPO），光連結直接導入封裝。
還有車用先進封裝，繼 2023 年推出支援車用客戶及早採用 N3AE 製程後，台積電整合先進晶片與封裝持續滿足車用客戶對更高運算能力的需求，以符合行車安全與品質要求。台積電正在研發 InFO-oS 及 CoWoS-R 解決方案，支援先進駕駛輔助系統（ADAS）、車輛控制及中控電腦等應用，2025 年第四季完成 AEC-Q10 0 第二級驗證。
矽光子與車用先進封裝領域對台積電來說都是市場發展，矽光子方面，國際固態電路大會 ISSCC 2024 介紹高效能運算（HPC）、人工智慧晶片全新封裝平台，已有 3D 封裝、HBM 高頻寬記憶體的基礎上，再整合矽光子技術，可改善連結效果且節省功耗。車用先進封裝則瞄準車用電子高效能半導體發展，尤其自駕車領域推進，同樣是本次技術論壇重要亮點。
(首圖來源：台積電)
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