劉德音：半導體是AI關鍵推動力 矽光子將成重要技術

台积电。路透社

AI快速进展，台积电董事长刘德音表示，10年内，AI需要上兆电晶体的绘图处理器（GPU），GPU装置数量将是当今典型装置数量的10倍。半导体技术是AI新能力和应用的关键推动力，而矽光子将成为半导体最重要的技术之一。

刘德音与台积电首席科学家黄汉森，共同于国际知名的电机电子工程师学会（IEEE）发表文章「HowWe'll Reach a 1 Trillion Transistor GPU」，强调先进半导体正在推动人工智慧的繁荣。

文章指出，IBM开发的深蓝（Deep Blue）超级电脑于1997年击败世界西洋棋冠军卡斯帕洛夫（GarryKasparov），展现了超级电脑技术的突破性发展，同时首度展现高效能运算有朝一日可能超越人类智慧。

接下来10年，人工智慧应用于许多实际任务，例如脸部辨识、语言翻译以及推荐电影和商品。再接下来的15年，AI发展到可以「汇整合成知识」的地步。生成式AI如ChatGPT可以创作诗歌、艺术品、诊断疾病、撰写报告和电脑代码，甚至可以设计出与人类打造的积体电路相媲美的产品。

文章指出，AI应用的突破性发展来自于3个因素，首先是高效机器学习演算法的创新，其次是大量的训练资料，第3是半导体技术的发展提升节能运算的能力。

文中回顾AI发展过程中的几个的重要里程碑，是由当时领先的半导体技术实现的，如深度神经网路的初始图像辨识是采用40奈米技术。AlphaGo使用28奈米技术征服了围棋游戏。最初用于训练ChatGPT伺服器采用5奈米技术；最新版ChatGPT是由采用4奈米技术的伺服器提供支援。

刘德音在文中指出，如果AI以目前的速度继续发展下去，将需要半导体产业更多贡献。10年内，AI需要一个1兆电晶体的GPU，意即GPU的装置数量是当今典型装置数量的10倍。

他说，在AI时代，半导体技术是AI新能力和应用的关键推动力；因AI应用的需求，矽光子将成为半导体产业最重要的技术之一。新的GPU不再受限于过去的标准尺寸和外形。新的半导体技术不再局限于在二维平面上微缩。

文章提及，光学介面可望很快与GPU和中央处理器（CPU）配置在一起，为GPU到GPU的通讯提供能量和区域效率扩展频宽。因此，数百台伺服器将成为具有统一记忆体的单一巨型GPU。

刘德音在文中表示，过去50年，半导体技术的发展就像走在隧道里，前面有一条明确的道路，就是缩小电晶体。如今，已经到达隧道的出口，半导体技术发展将日益艰难，不过在隧道之外，未来充满很多可能性，不再受过去的束缚。