特殊工艺:连接数字与实体世界的桥梁

根据个人在半导体产业工作数十年的经验,我认为特殊工艺和因为摩尔定律而较为人所熟知的逻辑工艺的重要性可以说是不相上下。但如果您是电子产品的消费者,那么特殊工艺实际上对您的意义更为重大,原因如下:

 

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逻辑工艺始终专注于指令周期和功耗效率,相对而言,特殊工艺则掌握了数字世界在实体世界的实际用途。它充当了两个世界之间的接口,推动了数字应用的广度。您只需要看一下您的智能型手机,就能够了解我的意思。

最近的数据显示,文字、语音和影片讯息占了智能型手机使用量的80%,在幕后促成这些应用的包括了触摸屏、麦克风、摄影机、射频(RF)、Wi-Fi、蓝牙和许多其他特殊工艺。无论我们是否意识到这点,它们都已经渗透到我们的生活当中,为我们带来了用户体验的三个面向:效率和便利性、扩展人类能力、以及使用者的乐趣。

效率与便利性

您有哪些日常工作想让科技代劳呢?很多人都害怕开车,尤其是在交通拥塞的尖峰时刻,或许您也是其中之一。先进驾驶辅助系统(ADAS)能使我们的日常通勤更加安全和舒适,ADAS会持续监视驾驶状况,警告驾驶人即将发生的危险,在某些情况下还会主动刹车和转向以避免碰撞。传感器和致动器等特殊工艺与处理器整合,从而促成了ADAS先进驾驶辅助系统。在旨在带来效率和便利性的应用程序中,易用性是关键所在。尽管这些科技很复杂,但它们必须能够提供直觉式操作和沉浸式体验,才能够迅速为市场所接受。

扩展人类的能力

除了减轻日常生活的负担之外,特殊工艺还弥补了我们的某些生理限制,并将我们的能力拓展到了自然的极限之外。例如具有强化近红外线(NIR)灵敏度的CMOS影像传感器使我们能够在黑暗中看见东西,这项科技还可以精确地测量物体的尺寸和距离,透过虚拟现实和扩增实境创造大幅提升的虚拟体验。 游戏、虚拟购物和前面提到的ADAS系统只是其中的几个例子。

使用者的乐趣

许多部分仰赖特殊工艺打造的数字装置能够处理传感器撷取的数据,以达到娱乐效果或创造逼真的互动。我们使用基于MEMS的高阶麦克风与智能扬声器进行通话,Allied Market Research预计该应用每年将成长20%以上,其他新兴应用程序也可望大幅成长。根据Counterpoint Research的预测,True Wireless Stereo(TWS)应用的年成长率预计将达到80%,而Cision预测环境减噪(ANC)的年成长率为14%。这些产品都预示了消费者对于直觉性、原生性,且吸引人的人机互动充满着渴望。

即使面临COVID-19疫情的空前挑战,我们也始终可以依靠特殊工艺来改善生活质量。随着所有人被迫居家隔离,远距会议、在线购物和家庭娱乐的需求都看到了显著的成长。摄影机的需求更增长了不止三倍。

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台积公司的客户正致力于响应科技密集型产品中永不满足的需求。它们几乎都需要逻辑和特殊工艺之间的紧密整合。这类科技所撷取的大量数据需要大规模的数据处理能力,从而加速了向5纳米 / 7纳米等先进工艺的转移。增强的运算能力使产品能够进一步满足日益增长的需求,从而形成良性循环。

彼此相辅相成的逻辑工艺和特殊工艺共同帮助我们的客户创造差异化的产品。 为了最大程度地实现差异化,我们透过开发具有领先群伦的逻辑科技深度和特殊工艺广度的技术平台,来满足更紧密整合的需求。我们的逻辑工艺覆盖范围从0.5微米到5纳米,而我们的特殊工艺技术则包括传感器、微机电、模拟、RF射频连接、功率IC(例如Biploar-CMOS-DMOS),非挥发性内存和微控制器。

这样的技术平台促成了一个健康的技术生态体系,以支持整个半导体产业的发展。今日,我们的生活比以往任何时候都更加方便和令人满足,我们大幅拓展了人类的能力。十五年前,智能型手机尚未诞生,十年前智慧扬声器也尚未问世,而仅仅在五年前,ADAS先进驾驶辅助系统仍相当罕见,而且只提供初级功能,现在几乎每个人都拥有智能型手机,许多家庭拥有智慧扬声器,而几乎每辆新车都配备了ADAS先进驾驶辅助系统。从现在开始的五年后,是否每个人都会佩戴上AR / VR眼镜呢?十年后,自动驾驶将成为主流吗?十五年后,以智慧布料工艺的全身可穿戴装置是否会和现在的智能型手机一样普及呢?

科技拥有无限的可能性,相信其能够为人类带来的幸福也是无穷的。

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