特殊製程:連接數位與實體世界的橋樑

根據個人在半導體產業工作數十年的經驗,我認為特殊製程和因為摩爾定律而較為人所熟知的邏輯製程的重要性可以說是不相上下。但如果您是電子產品的消費者,那麼特殊製程實際上對您的意義更為重大,原因如下:

邏輯製程始終專注於運算速度和功耗效率,相對而言,特殊製程則掌握了數位世界在實體世界的實際用途。它充當了兩個世界之間的介面,推動了數位應用的廣度。您只需要看一下您的智慧型手機,就能夠了解我的意思。

最近的數據顯示,文字、語音和影片訊息佔了智慧型手機使用量的80%,在幕後促成這些應用的包括了觸控式螢幕、麥克風、攝影機、射頻(RF)、Wi-Fi、藍牙和許多其他特殊製程。無論我們是否意識到這點,它們都已經滲透到我們的生活當中,為我們帶來了用戶體驗的三個面向:效率和便利性、擴展人類能力、以及使用者的樂趣。

效率與便利性

您有哪些日常工作想讓科技代勞呢?很多人都害怕開車,尤其是在交通壅塞的尖峰時刻,或許您也是其中之一。先進駕駛輔助系統(ADAS)能使我們的日常通勤更加安全和舒適,ADAS會持續監視駕駛狀況,警告駕駛人即將發生的危險,在某些情況下還會主動煞車和轉向以避免碰撞。感測器和致動器等特殊製程與處理器整合,從而促成了ADAS先進駕駛輔助系統。其旨在帶來效率和便利性的應用程式中,易用性是關鍵所在。儘管這些科技很複雜,但它們必須能夠提供直覺式操作和沈浸式體驗,才能夠迅速為市場所接受。

擴展人類的能力

除了減輕日常生活的負擔之外,特殊製程還彌補了我們的某些生理限制,並將我們的能力拓展到了自然的極限之外。例如具有強化近紅外線(NIR)靈敏度的CMOS影像感測器使我們能夠在黑暗中看見東西,這項科技還可以精確地測量物體的尺寸和距離,透過虛擬實境和擴增實境創造大幅提升的虛擬體驗。 遊戲、虛擬購物和前面提到的ADAS系統只是其中的幾個例子。

使用者的樂趣

許多部分仰賴特殊製程打造的數位裝置能夠處理傳感測器擷取的數據,以達到娛樂效果或創造逼真的互動。我們使用基於MEMS的高階麥克風與智慧揚聲器進行通話,Allied Market Research預計該應用每年將成長20%以上,其他新興應用程式也可望大幅成長。根據Counterpoint Research的預測,True Wireless Stereo(TWS)應用的年成長率預計將達到80%,而Cision預測環境減噪(ANC)的年成長率為14%。這些產品都預示了消費者對於直覺性、原生性,且吸引人的人機互動充滿著渴望。

即使面臨COVID-19疫情的空前挑戰,我們也始終可以依靠特殊製程來改善生活品質。隨著所有人被迫居家隔離,遠距會議、線上購物和家庭娛樂的需求都看到了顯著的成長。攝影機的需求更增長了不止三倍。

台積公司的客戶正致力於回應科技密集型產品永不滿足的需求。它們幾乎都需要邏輯和特殊製程之間的緊密整合。這類科技所擷取的大量數據需要大規模的資料處理能力,從而加速了向5奈米 / 7奈米等先進製程的轉移。增強的運算能力使產品能夠進一步滿足日益增長的需求,從而形成良性循環。

彼此相輔相成的邏輯製程和特殊製程共同幫助我們的客戶創造差異化的產品。 為了最大程度地實現差異化,我們透過開發具有領先群倫的邏輯科技深度和特殊製程廣度的技術平台,來滿足更緊密整合的需求。我們的邏輯製程覆蓋範圍從0.5微米到5奈米,而我們的特殊製程技術則包括感測器、致動器、類比、RF射頻連接、功率IC(例如Biploar-CMOS-DMOS),非揮發性記憶體和微控制器。

這樣的技術平台促成了一個健康的技術生態體系,以支持整個半導體產業的發展。今日,我們的生活比以往任何時候都更加方便和令人滿足,我們大幅擴展了人類的能力。十五年前,智慧型手機尚未誕生,十年前智慧揚聲器也尚未問世,而僅僅在五年前,ADAS先進駕駛輔助系統仍相當罕見,而且只提供初級功能,現在幾乎每個人都擁有智慧型手機,許多家庭擁有智慧揚聲器,而幾乎每輛新車都配備了ADAS先進駕駛輔助系統。從現在開始的五年後,是否每個人都會佩戴上AR / VR眼鏡呢?十年後,自動駕駛將成為主流嗎?十五年後,以智慧布料製程的全身可穿戴裝置是否會和現在的智慧型手機一樣普及呢?

科技擁有無限的可能性,相信其能夠為人類帶來的幸福也是無窮的。

https://www.tsmc.com/chinese/dedicatedFoundry/technology/platform.htm

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