臺積電董事長劉德音。 聯合報系資料照
臺積電（2330）在先進製程、先進封裝技術積極耕耘。董事長劉德音與首席科學家黃漢森昨（29）日共同掛名在IEEE網站發表文章「如何達成1兆個電晶體的GPU」，強調3D先進封裝、矽光子等技術是未來半導體發展的重點。文中指出，過去50年來，半導體技術發展像是走在隧道里，現在來到隧道盡頭，技術發展會愈來愈艱難，但也有更多可能性。
劉德音與黃漢森回顧1997年超級電腦深藍擊敗了世界西洋棋冠軍加里·卡斯帕洛夫（Garry Kasparov），見證AI能力，AI也在後續十年展開各種應用。各個層面，現在生成式AI可以寫詩歌、創造藝術品、診斷疾病、撰寫總結報告及程式等，設計IC的能力與人類媲美。ChatGPT顯示出AI使得高效能運算的應用普及，爲社會大衆帶來益處。
文章指出，AI應用之所以可行，主要是基於三個原因，包括高效機器學習演算法的創新、大量數據訓練類神經網絡，以及先進的半導體技術所促成的高效能運算。最先進的ChatGPT是由4奈米制程打造的伺服器驅動。AI革命不能缺少更多半導體技術的支持，預期十年內需要用到1兆電晶體的GPU。
文中並指出，半導體技術持續微縮，以便放入更多電晶體，從2D方式進入3D系統整合，臺積電的CoWoS封裝技術可以統整運算晶片與HBM記憶體；SoIC技術則爲當前的HBM記憶體提供無凸塊替代方案。
一般用於AI訓練的GPU將需要藉助2.5D或3D堆疊技術來整合，GPU內負責不同功能的部分，也會被分散到不同的小晶片中，以發揮最佳效益與效能。預期基於AI應用所需，未來矽光子技術將會變成半導體產業很重要的技術之一。