超大規模資料中心、行動通訊與汽車 推動先進製程節點不斷創新 - 摩爾定律仍加速前行!

原文作者: Cadence資深副總裁暨數位與簽核事業群總經理滕晉慶(Chin-Chi Teng)  
原文出處: https://www.linkedin.com/posts/activity-6800860644615831552-wvwT

有許多關於摩爾定律蕭條甚至結束的言論出現，但在此，我想表達的是摩爾定律仍在加速中。半導體業不會輕易放棄，創新的步調更甚以往地加速前進。超越摩爾或將獲益目標重新定義從晶片到系統的概念更趨明確。過去五年，半導體晶圓代工廠和EDA合作夥伴有著極大的進步，加速創新、興建晶圓廠並以前所未有的速度提高良率。

我進一步說明我的想法，從觀察新節點的步調來看待摩爾定律。我們來審視一下重大製程節點的進展包括28nm、16nm、7nm和現在的3nm。我們看得出來，節點到節點的過渡時間，已從三年的速度 (從28nm到16nm) 加速成一年半到兩年 (從7nm到5nm)。隨著我們現在看見3nm迅速準備就緒，進而發覺從5nm到3nm的過渡時間是前所未有地快速。而Cadence在這趟精彩的旅程中，始終扮演著關鍵性的角色。

Cadence處於過渡至3nm的最前線，積極地與早期採用的客戶們合作，令客戶能設計並下線其先進的3nm晶片。這些客戶因應超大規模資料中心需求，而這些網路巨擘正在改變我們的日常生活並驅動電子產業的發展。對於雲端運算要越來越快的需求，迫使向最先進製程技術邁進的腳步竭力向前。我們身歷這種重大的市場變化，以及供應和需求方之間的相互依賴關係。晶片公司（包括無晶圓廠）業已推動早期採用最新先進製程節點。

舉例而言，CPU、FPGA和應用處理器以及無線數據機皆為大量數據性質，因新節點以更小面積、更低功耗和更高效能而取得經濟優勢。隨著雲端運算與AI / ML加速及運算的到來，利用客製處理器所促成的下一代運算效能提供運算資源，進而產生出非常大規模的收益。這些業界巨人們正藉由設計和優化針對特殊工作量的資料中心基礎建設，而對客製矽晶進行投資，且正推動內部晶片的開發以支援超過現有晶片所能供應的需求。

這些業界龍頭亦採用最先進製程技術，掌握市場機會。同樣地，智慧手機製造商也是先進製程節點的早期採用者，以提供支援更高解析度螢幕與相機、更佳連結性、更長效電池壽命、與更優異的使用性及使用者體驗的下一代產品。結果就是智慧型手機與高效運算現已是半導體消費量的兩個最大區塊，也是3nm技術採用的主要驅動者。若非為了智慧型手機應用程式處理器以及超大規模運算應用，摩爾定律可能依舊聚焦於7nm或5nm上。

為了讓這一切化為可能，我們正努力和已積極投資的晶圓代工廠合作，而現在已然可見豐盛的投資果實。我們開發出支援3nm的設計工具，現已通過主流晶圓廠認證並獲得我們的主要客戶和IP團隊使用。為滿足3nm以及其他許多製程所遭遇的設計挑戰，我們和這些重要客戶與晶圓代工廠達成三方合作以確保結果成功。這對致力於3nm設計的工程團隊而言非常重要，對垂直導向且掌握全局的公司也更最具影響力，從將被寫在裝置上的韌體到裝置本身。這種方式，令客戶能在優化整個系統時實現更多成果。解決方案的空間越大，要處理的變異量就越大，而所產生的影響也就更大。

身為提供高效能IP的重要供應商，我們被要求在3nm設計中啟用關鍵IP以支援超大規模運算應用。這類IP包括支援400G網絡的112G SerDes交換器晶片，包括DDR5、LPDDR5 / 5X和GDDR6的先進記憶體，以及例如針對共享連貫記憶體與快取並建立主機對等連線之系統的PCIe 5.0 / 6.0和CXL高速協定。

3nm技術是半導體文藝復興的先鋒，對伺服器、筆電和智慧型手機而言極為重要。Cadence正對半導體和系統設計實現技術進行大量投資。我們開發運算軟體的經驗已超過30年，現在正推動著我們的智慧系統設計 (Intelligent System Design) 策略。這需要提高晶片設計的生產力、可擴展性和品質以服務新消費者市場，加強網路基礎建設並支持不斷進化的半導體技術。我們擁有實力雄厚的團隊陣容 – 精通半導體技術、元件物理、可靠性、模擬、晶片佈線、封裝和創新運算策略等，讓我們用以解決艱鉅挑戰的知識。我們樂於能夠站在數位設計實現和簽核技術進步的最前沿，並在塑造整個半導體產業及其他領域中扮演要角。我們正見證著半導體產業一個全新文藝復興的曙光。