8月31日,台积电高性能运算业务开发处处长兼全球 AI 与 HPC 业务开发处长李湘在 SEMI Taiwan 2026 半导体先进制程科技论坛上指出,AI 运算需求每年暴增 5 倍,“算力需求”与“内存带宽墙”正在成为核心瓶颈。为此,台积电推出 HPC 平台,整合先进制程、3DFabric 与硅光子技术,试图从系统层面完成突围。

李湘认为,异质整合是突破算力极限的唯一可行路径。在逻辑制程上,台积电正全面转向纳米片(Nanosheet)架构:继 N2、A16 之后,2028 至 2029 年将进入 A14 等埃米制程节点。其中,3D 堆叠 SoIC 自 2023 年量产以来,互连密度已经比传统 2.5D 高出 56 倍;预计 2026 年推出 N2P-on-N3P,2029 年达到 A14-on-A14,互连间距会进一步微缩到 4.5 微米。
封装侧,CoWoS 也在继续拉大规格。2026 年将量产 5.5 倍光罩版本(搭载 12 颗 HBM3E/4,良率超过 98%),2028 年准备好 9.5 倍光罩技术,2029 年更会迈向超过 14 倍光罩、整合 24 颗 HBM 的超大规格。台积电预估,通过 SoIC 与 CoWoS 的整合,2029 年整体系统算力将达到 2024 年的 50 倍。
内存墙怎么解?关键还是要回到 HBM。HBM 堆叠层数从 8 层、12 层一路向上,进入 HBM4 后带宽将翻倍至 2048-bit。台积电采用 N12 制程打造基础芯片,功耗降低超过 45%,带宽提升 2.5 倍;未来导入 N3 制程后,带宽与能效还会继续提高。预计 2029 年整体内存带宽将大幅成长 34.6 倍。
高频场景下,传统铜线面临严重损耗瓶颈,硅光子学因此成为关键解方。台积电「COUPE」技术通过 SoIC 将电芯片 3D 堆叠到光芯片上;由于接合间距只有 2-4 微米,112Gbps 高频下的传输损耗仅 0.06dB,远低于微凸块的 1.38dB。这样既能大幅降低功耗,也能把延迟缩短到 10-20 奈秒。按规划,2026 年将量产首款 200Gbps 微环调变器,带宽密度为 0.5 Tbps/mm;2030 年则会进一步提升到 4 Tbps/mm。
硅光子的设计门槛并不低,温控、高频毫米波与光路精准对准都是现实难题。为此,台积电推出光学 PDK,通过等效电路让设计者在电子域完成光电共模拟,并通过 DRC、LVS 与热模拟实现全流程自动化,大幅提升 3D IC 的开发与设计效率。李湘强调,台积电已经完整建构先进制程、3DFabric、硅光子与自动化设计生态,这套组合将成为驱动下一波 AI 工业规模化浪潮的核心引擎。
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