廣告
蔡力行談未來10年半導體願景 能源是AI時代創新最大限制也是催化劑
【記者蕭文康／台北報導】聯發科技（2454）執行長蔡力行除夕當天在2026 ISSCC國際固態電路會議上，分享半導體產業如何跟上日益激增的AI運算需求。他認為，「能源」依然是至今推動創新最大的限制，但也是推動創新的催化劑。同時，他也提出下一個10年半導體技術指標的目標與願景，包括光罩尺寸突破40倍、頻寬密度提升20倍、電源與散熱密度提升20倍運算效能每瓦效提升100倍。
AI時代的到來與影響
蔡力行指出，我們正身處AI時代，無論直接或間接，AI已深植日常生活與工作。類比網際網路崛起，AI將帶來更大社會變革，對研究、社會乃至個人隱私產生深遠影響。由於AI計算需求極大，邊緣設備不足以全面負荷，雲端計算與大型資料中心成為核心。
AI需求帶動半導體產業爆發式成長
自2012年機器學習興起後，AI運算需求呈指數成長，遠超出傳統摩爾定律的提升速度。資料中心服務提供商大幅投資高性能計算能力（KPACs），推動半導體市場快速擴大。蔡力行預測，2026年半導體營收將突破兆美元，AI促使產業年增率達16％，顯著優於無AI情況。
能源與供應挑戰
蔡力行分析，數據中心的建設速度非常驚人。即使依照傳統的摩爾定律，每3到4年能源需求翻倍，現在卻縮短到每半年甚至更少就翻倍。他不知道這是不是會在2030年或2035年遇到瓶頸。不過，他認為大家都在盡力，都在購買所有的渦輪機、發電機，利用來自太陽、風力等各種能源來彌補這個缺口。然而，蔡力行確信這場戰爭會來臨，這點無法改變，它是結構性的，不是漸進式的。因此在這方面需要重大創新。
他接著說，數據中心提供AI所需但目前還不夠的計算能力。數據中心現在正以你不知道的速度建設，KPACs的年複合成長率26%，基本上大部分的資金都投入到數據中心了：基礎設施、土地、電力系統、機架、計算系統、半導體。
一個數據中心，由十個數據中心組成的一個petasite（百萬兆位元存儲）或zetasite（十億兆位元存儲）組成，每個數據中心消耗500兆瓦電力。順帶一提，1吉瓦的電力是舊金山市每天所需的電量，所以我們談的是非常龐大的數據中心，而它們正是AI經濟的核心。
數據中心與機架系統架構
AI經濟的核心是超大規模資料中心，其基本單元為機架，包含多片刀鋒伺服器與計算系統。機架性能主要以「每瓦性能」與「總擁有成本」（TCO）衡量，在能源與成本雙重壓力下，持續提升效能成關鍵。
異質整合系統與XPU發展
資料中心內的計算平台為異質整合系統，結合XPU（AI加速器）、CPU、DPU及高速互連。XPU晶片規模日益擴大，朝更高的性能和更佳的能效前進。摩爾定律仍帶來製程節點改進，但應對日益複雜的設計與成本挑戰。
四大技術挑戰
1.運算創新：節點微縮與降低供電電壓提升能效，設計與製程協同增強性能。
2.記憶體系統：記憶體佔晶片成本近半，HBM及DDR記憶體的性能與帶寬是關鍵，推論與訓練需求差異影響記憶體選擇。
3.互連技術：晶粒間、封裝間及系統間互連需高速低功耗，目前及未來共封裝光學（Co-packaged optics）技術成熱點。
4.封裝技術：追求更大尺寸、更高性能與散熱效率，尖端封裝（如CoWoS及多層堆疊）必要，涉及機械與材料科學跨領域合作。
跨領域合作與未來展望
蔡力行強調半導體產業、軟體、雲端服務商間緊密合作至關重要，尤其數學家與多學科人才的參與補足硬體瓶頸。有了半導體產業、軟體產業、CSP和超大規模雲端服務商這麼精彩的合作，依據他看到的路線圖，直到2030年前，我們的發展似乎還算穩健，但2030年之後，尚不明朗，我們需要更多創新，真的需要更多創新。
透過40倍更大的電晶體尺寸、20倍更高的頻寬密度、20倍更好的電力供應，以及更多的密度，這將使我們的每瓦效能提升約100倍。他認為，這就是這個偉大社群能為產業和大眾所做的貢獻，讓人工智慧真正普及，讓每個人都能以非常低廉甚至無成本享受其好處。
