半導體成熟製程如何拚?詹益仁:與客戶打造虛擬IDM

工研院举行「AI赋能.半导体领航—2024南台湾产业策略论坛」,邀请多位产官学研领袖与会。工研院提供

台湾半导体产业未来关键策略为何?日月光集团副总经理洪志斌表示,除朝异质整合先进封装技术发展,可延伸做更高整合度模组,乾坤科技执行长詹益仁更建议,晶圆厂成熟制程业者应该把握AI趋势,与终端客户合作,打造虚拟IDM厂新商业模式,不要一味做晶圆代工。

工研院27日举行「AI赋能.半导体领航—2024南台湾产业策略论坛」,探讨半导体产业未来关键策略,工研院并发表最新的「南台湾产业创新策略」,聚焦以「半导体南向,产业链聚能量」与「产业AI化、AI平民化」双引擎的产业架构,呼吁南部提早布局共创崭新商机。

洪志斌指出,异质整合技术突破莫尔定律,打破电晶体密度极限,从供应链来说是晶片加上封装的解决方案,异质整合可以继续往后延伸,做更多高整合度模组,比方无线传输、高速运算、RF前端最新的小型模组或卫星通讯模组。

其次,资料中心用的电越来越高,如何开发新模组达到高能源效率也越来越重要,其次,电信号面临瓶颈,大家也开始关注矽光子技术,光信号让资料中心传输频宽提升20~30倍,电力消耗则会降低到原来10分之1,这是未来AI产生的延续效应,从晶片设计、封装测试、到模组与系统的最佳整合架构持续变化中。

台湾成熟制程何去何从?专家建议:专注高价值功率元件 打造虚拟IDM

中国大陆成熟制程产能大举开出,台湾半导体成熟制程8吋及12吋产业何去何从?乾坤科技执行长翁益仁建议,台湾成熟制程可以把握AI资料中心带来的产业结构改变新机会,跟终端客户合作打造虚拟IDM业务模式。

他表示,AI资料中心有两件重要的事,一是电力,二是散热,提高电力转换效率及提高电力密度,需要更省电的方案,这是蛮大的挑战,电力产业其实也面临大的结构性挑战,需要半导体产业的支持,以满足未来朝HVDC(高压直流输电)系统发展。

他举GB200机柜为例,一座机柜要120~140KW耗能,等于同时开150台冷气机的电力,未来一座机柜能耗上看250KW,超级运算中心会装入5,000台机柜,加上空调的能耗,上看600MW~1GigaW电力,等同一座核反应炉。

他解释,资料中心的电力结构也改变中,过去从高压电输配下来,从AC转DC,高压电转到晶片供电最后电力效率只剩下80%,为减少电力耗损,现在高压直流HVDC应用正在擡头,利用半导体SST直接供应380V直流电到机柜,电压高电流就可以小一点,机柜内转到48V,最后到晶片只剩0.75V,电力效率可以达87%。

台湾电源供应器系统链在全球有很高的市占率,全球前四大都是台厂,如可善用台湾成熟制程,将打造新的台湾护国神山。他解释,国际英飞凌或博世在台积电制造,晶片下线后,又卖给台湾的电源供应器公司,那么何不思考让台湾业者自己来做呢?

他认为,除了矽功率半导体,化合物半导体如GaN或SiC,在8吋晶圆厂都提供了很好的价格甜蜜点,台湾有好的电源供应系统业者跟8吋成熟制程,台湾不必一成不变做代工,应该专业化,若产业能展开整合,就不必担心对岸成熟制程供过于求的问题。

詹益仁表示,半导体在AI资料中心电力转换扮演重要角色,需要跟电力系统业者充分合作,因为系统业者使用第三代半导体会发生很多的状况,但半导体端因为是做代工,不知道系统端发生什么事,若两边合作,就能做出好的结论,开发最适合的半导体元件。

詹益仁表示,这是趋势,政府应该在政策上引导往这边去,业者也应该有自觉,8吋厂可以跟终端客户合作,达成虚拟IDM概念,否则半导体成熟制程产业会成为下一个太阳能产业,面对对岸排山倒海的力量,是挡不住的。

但他也坦言产业链中间有断点(Gap),彼此不了解,如电源厂不了解半导体,中间需要有些策略或诱因让产业整合在一起。

工研院副总吴志毅表示,台湾8吋厂已经折旧完了,台达电一年用的IC数量足够填满一至两座8吋厂,若把握这样的机会,一是可以解决产能供过于求的问题,其次也帮8吋或成熟制程产业找到转型机会,其次,不是每个产业都适合代工模式,若产业量不大且利润不高,不如整合起来,不过他也坦言这个策略阻力很多,但是可行方向。

南台湾产业聚落,思考如何横向整合

洪志斌指出,台湾需要在地原物料供应者做横向串连,再去找到终端客户,就可以打造白牌的资料中心解决方案。如果今天台湾不做,就是美国或日本客户帮忙串连,台湾只能赚其中10~30%利益,台湾在每一个单点做得很不错,但未来往前走,若可以串连得更好,其实会有更多机会。

詹益仁建议,台湾除先进封装做得很好,在其他领域需要做巨大改变,思考作更多整合,台湾南部有腹地可以做相关聚落发展,台湾可以不纯粹帮国外客户做代工,也可以思考半导体要如何结合下游应用发挥竞争优势,但确实会有相当大挑战。

工研院副总暨产业科技国际发展所所长林昭宪演讲表示,南部半导体产业链逐步形成,下阶段应聚焦市场成长性高且具有发展利基的技术,包括化合物半导体及先进封测。

乾坤科技技术长詹益仁。王郁伦摄影