［钉科技现场］ “如果你控制了石油，你就控制了所有的国家；如果你控制了粮食，你就控制了所有的人；如果你控制了货币，你就控制了整个世界。”这样的观点，表达虽然简单，却展现了曾经影响世界格局的重要因素；“资源”以及“金融”。当然，科技也是很重要的因素，但它的力量独立凸显出来，相对于“资源”以及“金融”，看上去只是“不久前”的事情。

根据《经济学人》给出的数据，2018年全球市场价值最高的10大公司中，高科技公司占到了7家，而在这之前的近十年，这个数字是“2”。科技逐渐取代能源的龙头地位，成为全球经济发展的最强引擎，驱动全球进入“数字经济”时代。“数字经济”兴起背后，半导体产业，则可以看做是“引擎的引擎”。

半导体产业，已经高度全球化的产业，要求全球配置资源，开放合作、互利共盈，是普遍共识，也是必然选择。当前，半导体产业进入重大调整期，促进新阶段的发展仍需要全球的共同努力。2019世界半导体大会适逢其时。

2019年5月17日至5月19日，2019世界半导体大会在南京举行。本次大会由中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院、江苏省工业和信息化厅、南京市江北新区管理委员会等单位联合主办。南京市江北新区正在全力打造“芯片之城”，世界半导体大会则致力于共商合作，献计献策，促进半导体产业未来发展。在为期3天的大会过程中，首日的高峰论坛和创新峰会上，对半导体产业的未来展开了热议。

17日上午的高峰论坛上，台积电（南京）有限公司总经理罗镇球作了题为《半导体产业发展趋势》的分享，提出软硬协同提高效率是产业的未来，也是台积电的方向。

分享的具体内容如下：

“在讲未来的走势之前，要先看一下过去的状况。我想在过去的这段时间，很长的一段时间里面，科技一直驱动整个社会的进步以及整个经济的发展。

在十九世纪的时候，我想蒸汽机的发明让整个动力变得非常可控，所以整个工厂制造的模型开始出现了。人因为有工厂，所以就往城市里面集中，这个产生了一种新的经济模式，它的GDP就开始慢慢涨上去。

在二十世纪的时候，内燃机出现了，电力出现了，它造成的影响是什么？就是因为你的工厂可以做大，人可以更集中。另外，因为电力的产生，所以所有的传输可以变得很方便，所以会有了飞机，有了汽车，有了铁路，再加上整个管理制度的改变，所以大规模的工厂已经变成是一个常态。在城市化的过程里面，科技发挥了一个非常重要的功能。因为城市化的原因，所以人集中在城市里面，大规模使很多的工厂可以生产。有了交通工具，所以你的传输也不是问题，所以国际的贸易变成是一个新的发展趋势。这是二十世纪的事情。

进入二十一世纪，这就是我们身处的世纪，经由半导体的产生，所以有很多信息产业的出现，而信息产业的出现带来很多新的应用，新的经济形态，所以全球化变成是未来很明显的趋势。在全球化的过程中，我想信息产业，还有知识性的产业，还有服务性的产业应运而生，所以各位可以看到现在的网购、微信社交软件，这就是经由半导体催生一个信息产业的变化，在整个服务模式上产生极大的变化，这都改变了我们整个社会生活的模式以及未来经济发展的走向。

在过去很长的一段时间里面，科技一直在推动人类的进程，我这个表上写的第一个，我觉得有发明新的科技，就是1450年的时候，活字印刷出现，这个让我们知识的传播变得非常方便。在过去几百年的时间里面，GDP是缓慢增长，可是从1950年开始，各位可以看到那个线一直往上走，也就是在1950年以后，这个知识的积累让整个科技的创新加速发展，让GDP往上走。

1950年以后发生了什么事情？就是半导体出现，所以各位都有感同身受到，各位都经过了个人电脑时代、互联网时代、智能手机的时代，智能手机上面再加了数码相机，现在有社交软件，有网络购物，所以这个各位都身临其境，它造成了一个让我们整个GDP的增长成为一个井喷式的增长，这个是科技对我们人类最大的贡献。

而且我们还看到一个趋势，就是人类对拥抱科技这件事情越来越积极，以我们在1945年，就是二战结束之后出现的第一台经由图灵的发明产生的第一台计算器，那是1945年。那个时候一台计算器有多大？它的面积是167平方公尺，重量有50吨，计算功能现在来看是非常弱小的。经过三十年的发展之后，有一台可以手提式的电脑，它的重量大概在10公斤左右，至少10公斤是人能提得动的，它的计算能力也变强了，所以也比较普及了。从第一台计算机出现，到普及，到计算机变成很多人在使用，大概总共花了三十年。

我们再看下一个，在1983年的时候，手机出现了，可能各位很多还没出生或者还很小的时候，那个时候就有手机了，它的功能很简单，那是在美国出来的。各位可能知道智能手机的出现，是在1994年的时候，从原型机到初级产品出来，到一般的人大量的使用，这个花了十年的时间，这个比计算机的时间就缩短很多。

现在自动驾驶汽车是大家耳熟能详的一个产品，自动驾驶汽车能够在沙漠里开，只是一个原型机在里面试验的状况，到自动驾驶汽车进入城市，事实上只花了一年的时间。这个故事告诉各位，科技在不断地创新，科技创新最大的动力是什么？就是一般的我们老百姓，我们的人民喜欢高科技的东西，喜欢拥抱新的东西，所以新的高科技产品出现的时候，它被大家采用的时间越来越短，而且它的规模越来越大。

这是我们在过去看到一个现象的总结。

半导体，事实上是所有这些IT行业驱动的一个最主要的动力。我们再来看一下半导体在计算机上发展的过程，在一九六几年的时候有一个大型主机出现，那个时候大型主机跟现在大家使用的方式是不一样的，那个时候一台大型主机好多人在用，很多人联线上去用。之后，大概九几年的时候，个人电脑出现，所以一个人有一台电脑，就是面对你的电脑，它就是属于你的，你对它进行使用。再过了一段时间，这个蓬勃的发展，很多不同的半导体、IC衍生出来的产品出现，像智能手机、数码相机、GPS导航，还有平板电脑，这些东西让每一个人有好几个可以运算的设备，可以来服务你，所以基本上现在就是在这个时代，很多的半导体产品正围绕在你生活的四周来服务你，让你的生活过得更好。

展望未来，它是一个什么样的状况？我们叫做计算是无所不在的。什么叫做计算无所不在？因为现在所有的设备，不管是电脑、手机也好，你都要对它下指令，您是对它下指令的人，可是在未来机器和机器之间会互相沟通，它们互相下指令来服务你。讲一个比较具体的例证，就是汽车驾驶，我们现在驾驶汽车的时候，你要眼观四面、耳听八方，对路况很清楚，才能顺利到达你的目的地。可是在未来自动驾驶汽车是什么样子？你是怎么样感受生活，感受驾驶的乐趣，事实上没有什么驾驶的乐趣，因为你只要按一个键说我要去这个地方，后台很多计算的设备就开始服务你了。各位可以想象一下，怎么样实现一个自动驾驶？比方说我从这里要去江北，怎么去？你说按一个我要去江北的台积电，那个车子就开了，就到了那个地方。这个后面的后台有太多机器跟机器之间的交流，GPS、伺服器，云端里面存储的一些资料，有一些资料会传给你，你要从天上接收卫星的信号，定位在什么地方，你要有一个地图，要有方向器，要控制你的方向盘，控制你的油门，在这段过程中不会打扰你，它们之间不会打扰你，你只要享受它们的服务就好。

这就是万物互联，这是各位可以在未来有生之年就享受到的半导体技术，IT技术为大家带来生活美好的一面。

我们刚刚讲这些科技的往前推动，主要来自于半导体。我现在大概讲在我们半导体行业里面未来发展的趋势，大概分为三个部分，第一部分是我们的台积电，就是摩尔定律。第二个，是现在台积电正在做，而且不断往前推进的方式，就是我们开始做立体的封装，就是把摩尔定律做立体化的往前推进，而且还配合我们的公司在立体化方面让整个3D的封装更有效率。第三个部分，我们在硬件和软件的结合上，又可以把我们的能效比推到最高。

这是我要讲的三个步骤，第一个先讲我们晶源部分，就是我们工艺支撑上的演进。台积电是1987年成立的，在台湾创立的。那个时候世界上主流的工艺是在5个微米，我们一路在过去22年之间逐步推进，讲40、28、12、16、7、5、3，这个不是微米，这个是纳米。所以22年前我们做的是微米，我们现在7纳米已经大批量生产，5纳米正在研发中。也就是在过去22年的时间里面，单项就缩了1000倍。各位在这个行业里面也知道你做IC是算面积的，所以算面积的话，理论值就是微缩了100万倍，可以集成更多的功能上去，所以大家可以看到IT、半导体的功能越来越强。

在我们这个发展微缩的过程里面，有三样重要的技术，我等一下分别在这三方面给各位说。这张图上显示的是现在的状况，现在台积电的EUV已经开始可以批量生产，这是光刻技术的进步。在五年之前大家都觉得EUV可能做不出来，但是现在已经可以高质量生产出来。

在晶体管的结构上，以前是平坦式的，现在是立体式的，可以往上方堆叠。

第三个是材料上的改变，新的材料，这个是让我们在工艺上不断地能够微缩，不断往前推进的三个主要技术必须跨过的门槛，很高兴我们都一步一步地跨过去了，走到现在已经走到7纳米能够批量生产，5纳米大概在明年可以开始接受客户的订单。

在整个微缩的过程里面，EUV是必须要提到的一个设备，这里我把我们在过去十几年、几十年的时间里面，我们光刻机的技术大概给各位做一个表列。光刻机的技术是以它的波长来看的，波长越短，技术难度越高，能做出来的精度越好。这个一格表示的是10倍，之后我们进入到248，之后进入到193纳米的光刻机。之后在某个时间，台积电有一位很重要的人物，就是我们的技术长，叫林本坚博士，193纳米光刻机是可以从40纳米一直用到7纳米，到现在我们7纳米的批量生产，还是用40纳米40光刻机就能够做得出来，而且做得非常好。我们展望未来，展望下一步，各位可以看到，193纳米的光刻机波长是193，EUV的波长是多少？13.5纳米，也就是在未来我们EUV这个坎已经突破了，在未来光刻突破的过程已经不是问题，已经没有什么技术的障碍了。

第二个是讲的用的原材料，晶体管的结构，我们之前是平坦式的，现在是有立体，现在正在研发的是另外一种更好的晶体管的结构，在材料的运用上，我们把35开始用到这个上面去，让我们的速度变得更快，功耗变得更低。另外还有一个新的叫二维的材料，一般都认为它是非常不稳定的，可是在石墨烯出现以后，我们发现这个也是非常多的。什么叫二维材料，一般是三维立体结构，而二维材料很薄，它的场效应越来越好，高度越来越低，所以我们还可以做进一步的微缩，在新的材料上我们下一步努力的方向。再加上我们有这样一个晶体管的架构，所以我们相信我们的半导体技术还可以持续往前推进。

这是我们讲的半导体晶片上的技术。

再讲后面两个，设计的部分、3D封装的部分，还有设计之前，我先讲能效比。我们做半导体的都知道PPA，这个是我们做半导体的人持续不断在努力的目标。让你的性能越来越好，让你的功耗越来越低，让你的面积越来越小，这是我们半导体人一直在努力的方向。我们以前一致认为这些东西是电池产品，比如说智能手机，这样才能手持带走。上面这个表就是跟各位分析说，让你的智能手机，它消耗的电池比例，屏大概占了13%，其他的大概占了87%，我们都在想办法把性能做高，把功耗做小，把面积做小，这是我们过去一直在努力的。我们一直认为手机这个产品有这样的需要，事实上这是以偏概全，看得太小。在数据中心里面我们分析它的成本结构，各位可以发现说，数据中心如果看它的成本结构，也就是下面这张表的右方，你买伺服器，建数据中心当然要花一个成本，它会有折旧。在真正运营的时候，你会发现说极大的成本，非常高的成本是来自于电力。

以整个部分来讲，53%是折旧，如果把53%固定支出的折旧拿掉的时候，你的运营成本里面基本上有一半的钱都花在电力上，所以你的功耗一定要低，你的性能不能掉下来，而且要越来越好。你要把性能提上去，要把功耗降低，这个已经变成不是只有手持设备才在乎的，数据中心也非常在乎这样的需求。这个是我后面要讲的一点，我们怎么样把能效比做到最高，怎么样把性能做高，可是功耗不要增加。

这个是台积电已经批量生产过大概三四年，把我们一个很重要的客户，我们经过客户的同意，他把这个产品拿出来让大家分享。这个有一个主芯片，旁边放了很多的存储器，在过去这个存储器都是放在PC板上，跟CPU或者存储器连接的，它的线很长。在这样的情况下，下面的基板是硅，我们是用一个65纳米的硅片的连接方式帮它做连接，所以把它的线做短了，线宽做窄了，距离变小了，让它集成在一个很小的面积里面。这大概就是一个真正我们做出来成品的大小，在这个面积里面，我们集成了3000亿颗的晶体管在上面，当然散热也是一个问题，这个我们也解决了，事实上这个产品已经批量生产三四年了。

这个是我们做的第一步。

我们做的下一步是什么？下一步，我们不只是把存储器跟CPU结合在一起，我们还会把各种不同功能的IC做异质性的结合，包含微机电，包含射频等等，在各个不同应用场景，我们把各个不同的芯片做异构的集成。这个异构的集成是用封装的方式来把它集成在一起，也就是我们台积电正在批量生产cpu这个是我们未来发展的趋势。

我现在要讲说怎么样提高能效比，最左上角这个图是过去各位比较熟悉的，我们叫做PG板，我们拿它做电脑基板的连接，这边一个CPU，那边一个存储器，这边有一个射频，有一些不同的产品放在铜箔基板上，这个是以公分计算的，这是过去的状况。各位做半导体，做电子的都知道，线越长，它的RC就越久，它消耗的功率，消耗的能量就越高，所以这个线要越拉越短越好，线拉短的时候，你的线里面I的能力也不用这么强，因为你不用推那么远，所以你设计的面积也会变小。所以我们在2.5D，就是我们现在已经批量生产的CPU的时候，已经在下面做连线。这个已经缩减到几十微米，距离缩短了，所以IC就不用那么强。

在未来还有什么发展趋势？在未来的走向是什么？我们现在是用另外一片硅片让它做连线，而将来不是这样，将来我们会把VF打穿，下一列再往上穿上去，就是取代了当年铜箔基板的连接，或者是6纳米的连线，是直接VF对VF的连接，这个就是我们把距离缩短了，这个时候你的IC设计就不用这么大了，它的面积就可以变小了，这是未来的一个趋势。

再下一步我们可以做什么？除了在打穿孔这部分以外，在设计方法，目前已经跟我们的客户共同研究。也就是说我们有了这种组合的方式以后，事实上你的IC在刚开始设计的时候，就可以把你的IC的设计分成好几个部分，我们就准备好将来可以进行堆叠。I设计成一块，你的逻辑设计成一块，微机电设计成一块，到每一片都做好之后，你用一种很好的方式把它串接起来。这是一个变化的过程，所以设计的公司也要在设计概念上有一些改变，你在做设计的时候，要重新考虑到在封装的时候事实上是可以把拉线的距离缩短，你的面积就不用那么大，可以把面积直接缩小下来。

我再打个比方，在我们CPU的时候，我刚刚讲大概几十个是连线的长度，最后是几个纳米，几个纳米连线产生的IC的问题非常非常小，你的设计可以缩小到很小的部分。这是一个线变短，你的专业能力不需要这么强，你的IC变小，你的线更短，你可以把你的IC越做越小，在单位晶体管上能效越来越高。这是跟我们的客户共同合作努力的一个方向。

除了这个部分之外，我在讲我们IC做好要拿去用，没有拿去用，也没有更大的用户，所以各位手机上有软硬各种方面的结合。第三个技术，我们努力的方向就是软硬和硬件要同步来提高效率。

纵轴是能效比，它也是对数的那个量表。各位可以知道，我们知道英特尔的CPU是一个通用型的CPU，通用型的CPU一般来讲能效比不好，所以为了提高能效比，我们做出来的GPU专门处理绘图，它的能效比提高了，它是针对不同的应用而产生出来一个新的IC，它专门处理一些事情。未来的发展趋势是什么？这个专用的DSP或者CPU没有办法做其他的事情，我们要想办法让我们的软件可以重构的，你的硬件可以被软件重构之后执行不同特殊应用，这样的一个方式可以让你的软硬结合之后，可以把你的能效比再进一步提升，一般来讲我们的目标是能够比传统通用CPU能效比再提升1000倍，这是我们最后努力的目标。所以以后我们看到的IC，所谓的SOC会像我们所说的样子，这个是我们看到SOC的板块图，我们有CPU，有GPU，有存储器的接口，有一些特殊应用的加速器，这是我们现在CPU的结构。

将来的结构会是这样子，我们还是需要CPU，还是需要DSP，因为有很多的场景都用得上。另外我们的CPU会分成，我们要有一个大盒，一个小盒，其中很重要的一部分，我们是经由程序云写完之后我们的编译器会把我们硬件的架构都考虑进来，我们在执行程序的时候，我们重新构建我们的编辑结构，来执行特殊应用的场景，这就是我们未来的趋势。也就是说所有的功能，只要你在同一个应用里面的场景，经由你软体的语言，经由你的编译器来非常优化共享使用你的加速器。事实上Google已经有一些先导的产品出来，Google，你们知道有一个软件的库，有一个翻译器叫SOA，它的软件库再加上这个翻译器，就可以在很适当的状况之下，事先匹配好的状况之下，就可以把它需要的功能复制到你的系统里面去，可以重新做构建，重新组织，发挥最大的能效，这就是软件和硬件结合之后，把能效往前推进的一个大的方向。

晶体管的部分，就是我们的摩尔定律继续往前走，有新的材料，新的架构，持续往前推进。另外，3D封装部分，我们可以持续堆叠，把面积变小，再加上我们跟设计公司合作，可以让设计的方法有一个翻天覆地的改变，让你的IC集成度越来越高。另外，我们软件跟硬件的结合，可以充分提高所有的设备在使用的场景的时候它的能效。

我的演讲大概就到这边，我最后再跟各位做一个新的方向，这是今天我刚刚有感而发的。在二十年前，台积电的创办，也就是晶圆代工的创始人曾经跟我们几个员工讲，我们大家都很幸运，我相信你们几位肯定可以在半导体行业做到退休，你不用再去学别的什么东西了。

我今天讲的这些方向，至少在未来十年会逐步落实，逐步推进。再过十年之后怎么办呢？我告诉你，过了十年之后，我想我再强调一下，这里是南京，我们在南京落户了，其实我也算半个南京的主人，南京是一个非常有底蕴的城市，南京的政府非常有激情，非常有热情，对半导体这个行业，特别是刚刚支持的罗群罗常委，以及江北新区浦口区的领导非常有激情，再加上他们有能力，他们有效率，我相信在十年之后，在座的各位里面肯定有一个人会上台来，再跟各位演示未来十年整个半导体发展的过程。这个我是毋庸置疑的，所以我在这边只是很高兴地告诉各位，各位进入到半导体这个行业非常幸运，你不用再学别的行业了，这个行业未来还有非常长远非常光明的前景可以发展，所以让我们共同努力，在各个方向持续地推进，让人类的生活因为半导体的发展而更加美好，让我们在世界半导体的地位上逐步地提高，为世界的半导体实现新一轮的跨越。”