頭條揭密》拉開與中國差距?AMD推出史上最大13合一小晶片

就在大陸半導體業界以先進封裝技術製造小晶片(Chiplet)方式突破西方國家科技禁運獲得重大進展的同時,美國晶片設計巨擘超微半導體(AMD)也推出最新的小晶片研發成果Instinct MI300。這項新產品用小晶片封裝技術將13個晶片組合而成,晶體管總數達到1460億個。這是否意味著美國將在小晶片領域拉開與中國之間的差距?在這場激烈的動態技術競爭中,其勝負之數仍有待時間檢驗。

1月6日在美國拉斯維加CES 2023國際消費電子展,AMD公開披露最新的下一代數據中心加速處理器(APU)Instinct MI300晶片。這顆晶片將中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)和隨機存取記憶體(RAM)全部封裝為一體,由於它縮短各處理器與記憶體之間的行程,因此大幅提高性能和效率。

值得注意的是,這款Instinct MI300加速處理器採用的正是最近在半導體界最受熱議的小晶片技術,以3D結構堆疊整合5nm和6nm的CPU與GPU,以及堆棧式顯示記憶體,整體結構包含128GB 顯示記憶體和1460億個晶體管,已定於2023年下半年上市。AMD表示,這款加速處理器的人工智慧(AI)性能比上一代MI250X要高很多。

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AMD董事長兼CEO蘇姿豐主持了這場新產品發布會,目前公布的訊息不多,但確定晶片即將量產,並於今年下半年上市。外媒分析稱,下半年將會遭遇到NVIDIA、英特爾等競爭對手推出的類似產品。據了解,在此之前,英特爾的Ponte Vecchio伺服器GPU曾以1000億晶體管成為全世界晶體管數量最大晶片,下半年AMD新產品Instinct MI300推出後,晶體管數量最大的晶片就得換人了。

AMD指出,Instinct MI300比前一代MI250加速處理品有8倍的AI性能和5倍的功率性能提升,可以將超大型AI模型的訓練時間從幾個月減少到幾周,光是電費就能節約省數百萬美元。此外,它將應用於美國即將推出的新一代200億億次的El Capitan超級電腦,這意味著El Capitan在2023年完成後將成為世界上速度最快的超級電腦。

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大陸近期在小晶片技術上也有令人矚目的進展,大陸長電科技宣布其開發的XDFOI小晶片高密度多維異構集成系列工藝已按計劃進入穩定量產階段,實現國際客戶4nm節點多晶片系統集成封裝產品出貨。分析人士認為,小晶片先進封裝技術可望用來突破美國對中國半導體技術限制,做為在半導體成熟製程下提升運算能力的路徑。

不過,小晶片技術可以提升晶片的運算能力,但如果使用的仍是較低階製程的晶片進行組合封裝,即便能突破現有運算力屏障,仍暫時無法趕上西方國家使用先進製程晶片所製造的小晶片組合下的功能。未來要彌補這段差距,可能還要數年以上的時間。換言之,道路雖有重重障礙,但並非行不通,仍有希望可以追趕得上。會因為美國技術限制受到阻礙的,將主要會在人工智慧與超級電腦的技術發展上。

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英特爾中國研究院院長宋繼強不久前曾指出,英特爾將在2030年實現在單個設備上達到1兆個晶體管的目標。2020年之後的10年間數據量將呈指數級增長,未來會達到10的30次方,數據形態也呈現出多樣化趨勢,必須藉由AI技術處理後即時回饋真實世界中去。因此晶體管數目未來7~8年內將增長10倍,大體仍會依循摩爾定律繼續前進。

未來在美國的技術限制下,不只是半導體製程技術,包括與晶片相關的先進技術(例如2.5D與3D封裝)與先進設備的限制只會愈來愈多,需要突破的技術屏障只增不減。在愈來愈激烈的全球競爭中,需要有更開放的政策、更和平的國際環境與更靈活的外交手腕,才能實現進入科技前沿國家的目標,如果真想要偉大復興讓中國人揚眉吐氣,捨此之外別無他途。