孫元成:台積電已進入「超摩爾定律」的境界,由眾多小晶片堆疊成為一個超級晶片

孫元成:台積電已進入「超摩爾定律」的境界,由眾多小晶片堆疊成為一個超級晶片
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摩爾定律(Moore’s law)是否將走到極限成為市場討論焦點,國立陽交大學產學創新研究學院院長孫元成強調,台灣已經進入到一個「超摩爾」的境界,由眾多小晶片湊在一起,再堆疊成為一個超級晶片。

2022年,台灣半導體產值將有望突破4.5兆元,年增12%。國立陽明交通大學產學創新研究學院院長孫元成出席2022天下經濟論壇(CWEF)冬季場強調,台積電已經進入到一個「超摩爾」的境界,是以蓋樓(立體)三維乘上三維的製造模式,由眾多小晶片湊在一起,再堆疊成為一個超級晶片。

未來十年內全球半導體產值將破1兆美元

世界半導體貿易統計協會(WSTS)於2021年年末發布報告顯示,2021年全球半導體市場規模,受到市場需求刺激,預估將有高度成長,達到25.1%,整體規模將突破5509億美元(新台幣15.4兆元)。

值得注意的是,台灣半導體產值成長幅度超越全球,並連續3年達2位數成長。工研院統計,台灣IC產業產值突破新台幣4.1兆元,成長幅度達25.9%,工研院國際所研究副總監彭茂榮預期,進入2022年後,半導體產值將有望突破4.5兆元,年增12%。

孫元成強調,半導體賦能數位經濟,虛實合一情況下,半導體是台灣的經濟與國安命脈。他指出,未來十年內全球產值很可能破1兆美元,根據過去經驗,每10年就會有新應用,驅動產業成長,例如,電動車就是裝了輪子的電腦,又或者是元宇宙帶動的虛擬世界,都脫離不了半導體的應用。

不過,根據校際微電子中心(Imec)卻在日前發表報告指出,過去推動半導體成長的摩爾定律(Moore’s law)即將走到物理極限,這意味著,半導體在2nm節點後,恐怕不會再往下縮小,半導體產業可能走到末路。

孫元成對此表示,:「我們已經進入到一個「超摩爾」的境界了,現在已經是蓋樓(立體)三維乘上三維的模式,由眾多小晶片湊再一起,變成一個超級晶片,摩爾定律不會被廢掉」。

國立陽明交大產學創新研究學院院長孫元成於2022天下經濟論壇冬季場,【議題九】人
天下雜誌

國立陽明交大產學創新研究學院院長孫元成於2022天下經濟論壇冬季場,針對半導體人才競爭力發表演說。

「超摩爾定律」,台積電用小晶片蓋大樓

美商超微(AMD)總裁暨執行長蘇姿丰於去年6月強調,採用台積電3D矽堆疊及先進的封裝技術(3D Fabric),所完成的3D小晶片(chiplet),也是台積電這項技術首家導入廠商。

他說,超微將透過3D chiplet技術,持續領先業界的IP和對尖端製程與封裝技術的投入,再加上先進封裝的突破,未來生產出來的3D小晶片,功耗更低、效能更強。

孫元成指出,未來半導體是不會淘汰的,台灣除了要持續在產業中跨域整合外,還要努力顧本再往軟體領域發展。他也強調,由於半導體蓬勃發展,人才面臨嚴重不足的情況,近年來高階半導體博士在職人數減半,這些都是台灣需要重視的問題

近日,市場擔憂半導體市場可能觸頂,不過,美國銀行(BofA)報告指出,台積電受到5奈米製程推動,年營收成長高達21%。美銀也預計,全球代工銷售額到2025年的複合年均成長率將達14%,超過整體半導體記憶體市場的9%。

美銀預期,台積電2021年第4季的EPS為6.2元,產能利率用將在2022年Q1維持高檔,營收呈現季度持平,毛利率拉升至52.4%,此外預計台積電2022年資本支出增至380億美元(新台幣1兆元)。

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核稿編輯:翁世航


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【專訪】前副總統陳建仁:「缺水問題,恐怕是不輸COVID-19的嚴重公衛危機」

【專訪】前副總統陳建仁:「缺水問題,恐怕是不輸COVID-19的嚴重公衛危機」
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全球缺水危機正對人類生命帶來的威脅,缺水地區的人們在渴死以前,往往是因為缺乏乾淨水源而病死的。前副總統、公衛專家陳建仁不只為我們上了一堂「水源與疾病」的通識課,也呼籲台灣人展現愛心與國際救援力。

全球缺水危機正對人類生命帶來威脅,缺水地區的人們在渴死以前,往往是因為缺乏乾淨水源而造成疾病、進而死亡。根據聯合國統計,每天有超過700位五歲以下的兒童因為不安全用水、不良衛生環境導致腹瀉死亡。無水之地的悲劇不只影響當地居民,其衍生的疾病也可能會衝擊全球的未來。

為了呼籲讀者重視全球缺水議題、重視其所帶來的公衛挑戰,本文專訪具有公衛專家背景的前副總統陳建仁,從公衛的角度談缺水問題。並邀請社會各界付出行動,別因為輕視缺水衍生的公衛危機,而造成下一次的大流行瘟疫。

當人們病死在無水之地——乾旱、缺水、髒水與公衛的關係

在2030年前,確保所有人都能享有乾淨可負擔的用水、以維持個人健康衛生及永續管理,是聯合國永續發展目標(SDG)的目標之一,也是當今世上所有人都應共同努力的任務。除了要確保現有的水源維持乾淨安全、減少污染,也要確保雨露均霑、人人有水,同時也不能忽視氣候變遷導致的乾旱、洪水對水資源造成的影響。儘管要努力的方向還有很多,「飲水思源」仍是世人時常忘記的課題。

2021年初,台灣曾遭遇旱災缺水危機,幸運的是我們有足夠因應的措施與設備,國人仍能保有安全衛生的淨水生活,但也可能因此未有深刻的缺水之痛。事實上,現在仍有許多國家或地區深陷乾旱的痛苦,並因為缺水或骯髒的水源導致大量疾病與死亡;根據聯合國統計(2022),光是因為洪災及水媒疾病導致的死亡人數,就佔了整體天災死亡率的70%。對此,陳建仁表示:

「其實缺水問題,恐怕是不輸COVID-19的嚴重公衛危機。COVID-19目前造成全球約5億人感染,且隨著病毒株變化和疫苗興起,這場流行病或許耗費2~3年就會減緩。但全球缺水問題卻有高達8億多人受影響,若不付出行動改善,當地居民只能一直面臨無水之苦。」

接著,陳建仁為我們上了一堂課,娓娓道來「水源與疾病」兩者之間的高度關聯性。

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前副總統陳建仁,中央研究院 院士

「一直以來,人類期望從大自然取得乾淨水源,但是隨著人口增加、城市中的水源污染、氣候變遷造成的水災或乾旱,乾淨水源只會愈來愈得來不易。而不良水質當中,可能含有微生物細菌、病毒、化學污染物等,會造成霍亂、傷寒、阿米巴痢疾、病毒肝炎、癌症等疾病,因此缺水地區的人往往不是渴死,而是病死的。」

回顧人類歷史上跨國性的重大流行傳染病,就是起源於水中細菌的「霍亂」。19世紀中葉,霍亂從印度傳到歐洲,甚至傳播到中國和裏海;最後終結全球霍亂的關鍵,則是「流行病學之父」約翰・斯諾(John Snow)在倫敦霍亂流行時發現霍亂是因為嚴重的水污染所傳播。陳建仁說明:

「霍亂是污水引起,而非瘴癘引起。約翰・斯諾建立了這樣的觀念,可以說是公共衛生學上一項重大事件。」

陳建仁也強調,因為污水引起地方性疾病、後來蔓延至其他地區的案例,至今仍相當常見。「尤其因為氣候變遷而引發的洪水或暴雨,其過境之地使糞水、污水被沖刷出地面,更容易引起大範圍地區的公共衛生污染,所以,通常水災後的三個月內,受災地區又會流行好一陣子的腸胃道疾病感染。」

「時至今日,全球仍約有8.4億人無法享用安全乾淨的水,其中有3.4億人集中在撒哈拉沙漠以南的非洲。為了取水,當地人每天都要花好幾個小時取水,兒童也因此無法上學受教育。連飲用水都不足,遑論吃飯洗手的用水、或有沖水馬桶的廁所。水的問題尚未解決,公共衛生措施又該如何推展?」

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電子顯微鏡下的霍亂弧菌。「流行病學之父」約翰・斯諾(John Snow)發現霍亂是污水引起,而非瘴癘引起。

不潔淨飲水,曾引發台灣地區性烏腳病

而台灣因為水污染引起疾病的經典案例之一,就是1950年代在西南沿海盛行的「烏腳病」。「烏腳病的患者,主要病徵是手掌與腳蹠皮膚發紫、角化、潰瘍,手指或腳趾末梢只要稍微受傷,就會壞疽發黑並且壞死脫落,而且伴隨劇痛。」陳建仁接著向我們說起這段故事。

在台灣盛行烏腳病的年代,當時的孫理蓮牧師娘(Lillian R. Dickson),與王金河醫師、謝緯醫師三人心疼受苦病患,便展開義診與照顧服務。不只免費為病人截肢,還設立「烏腳病患手工藝生產中心」,由王金河醫師的太太王毛碧梅女士教導病患編織竹簍等工藝,習得一技之長以自食其力,照顧病患的生命尊嚴。

「然而,光是截肢並不能解決層出不窮的烏腳病病例。」因此,謝緯醫師找上台大醫學院的陳拱北教授(後被譽為「台灣公衛之父」),與當時多位台大醫學院菁英組織研究團隊,試圖找出烏腳病的原因。「後來發現是居民飲用了深達地下30至100公尺的「地河井」水源,由於部分深井水的砷濃度很高,因此居民飲用後產生砷中毒現象,烏腳病也就是其中之一。」陳建仁說。

而在這段台灣烏腳病的流行史上,陳建仁也扮演了重要角色。「1980年,我從美國學成返台,當時台大公共衛生研究所主任吳新英教授就給了我一筆經費,授命我去研究烏腳病。」因此陳建仁走訪烏腳病盛行地區,採訪了300多位病患,發現慢性砷中毒不只造成烏腳病,還引起多重健康危害,包括缺血性心臟病、頸動脈硬化、癌症等。」

為了徹底解決烏腳病問題,陳建仁積極投入砷中毒研究,並估計出飲水砷濃度的可容忍極限。後來這項台灣研究算出的標準,美國和世界衛生組織也正式採用,修法將標準濃度從50μg/L改為10μg/L。

而當時全世界最嚴重的飲水砷中毒地區還包括孟加拉。為了解決缺水、污水引發的消化道疾病與死亡,聯合國兒童基金會與世界銀行援助孟加拉的公共衛生工程處共同開發地下水,以提供人民「安全」乾淨的飲用水,殊不知又遇到砷中毒的挑戰。後來世界衛生組織取經陳建仁的研究,陳建仁也大方分享台灣經驗,推廣並協助檢測井水砷濃度含量,篩選可飲用的水源,才得以緩解這項全球公衛危機。

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1990年代,陳建仁研究團隊在宜蘭地區發現因飲水造成的砷中毒、烏腳病案例。當時陳建仁火速建議宜蘭縣縣長游錫堃改善之道,後來宜蘭縣在短短三年內完成自來水管線的全面鋪設,確保民眾享有乾淨安全飲用水,減少砷中毒罹病風險。

再將時間往前推移,相信不少讀者的童年,有著每逢開學都要吃驅蟲藥、貼蛔蟲貼片的回憶。「台灣早期農業習慣直接用水肥灌溉,因此很多寄生蟲卵會接觸到蔬果,若沒有清洗乾淨,誤食寄生蟲卵污染的食物或水,即會造成腸胃道寄生蟲病,例如:蛔蟲。」

另外,早年的偏鄉或山區較少公共廁所,尚未有自來水廠,民眾多取用山泉水,或習慣隨地便溺,容易造成水源污染,大量引發兒童下痢、A型肝炎等案例。雖然這些經驗因為環境衛生措施和人民衛生習慣改善而愈來愈少,不過陳建仁也強調:「隨著台灣經濟發達、人口愈來愈多,水源供應的挑戰仍不會結束。」

從污水處理下水道的普及化,水庫集水區、河川遭到農業農藥或工廠廢水污染的問題,以及水資源再利用等,仍是近年台灣必須直接面對的水資源課題。萬一忽視水資源對人類生活的影響,最終付出代價的仍是人類的身體健康。

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根據聯合國統計,每天有超過700位五歲以下的兒童因為不安全用水、不良衛生環境導致腹瀉死亡。

疫情下的反思:全球已是命運共同體,別讓地區性缺水釀成全球大瘟疫

「住在台灣的我們很幸福,但我們必須要知道世界上仍有許多人連喝水都有困難。」

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「Taiwan can help. Taiwan is helping.」陳建仁期許國人透過台灣世界展望會水資源資助行動,為改變世界盡一份心力。

從歷史上有名的幾次全球霍亂大流行,到近年最令人感同身受的COVID-19,無不揭示著全球化時代、國際交流與旅遊盛行的現代,傳染病的擴散之速,已不可同日而語。當世界上仍有許多偏遠角落的居民面臨缺水帶來的死亡威脅,而COVID-19疫情也印證了全球已是命運共同體,若人們持續對缺水議題保持冷漠,那麼其所衍生的公衛問題,將是全球人類共付代價。

陳建仁不只祈願世人能發揮愛心、疼惜他人,也期許台灣人能實踐地球村一份子的義務,透過資助的方式加速國際救援的影響力。陳建仁說:「我和台灣世界展望會是老朋友了,一直以來都有關注展望會的行動。這次台灣世界展望會倡議關注水資源議題,並且看見水源與疾病的關係,我很敬佩也很支持。」即使無法以犧牲奉獻的精神到實地服務,或許也能透過資助台灣世界展望會的水資源救援行動,為改變世界盡一份心力。

事實上,在世界展望會的行動下,每10秒就多1個人獲得乾淨的水;每1天多3所學校因安全飲用水受益。光是2021年,世界展望會即幫助300萬人擁有安全水源、230萬人改善家中衛生環境,並向350萬人宣導建立良好衛生習慣。

「Taiwan can help. Taiwan is helping.」

陳建仁不只為我們上了一堂「水源與疾病」的通識課,也呼籲國人付出實行,展現台灣人的愛心與國際救援力。

I can help! I am helping! 立即資助台灣世界展望會,展開水資源救援行動

閱讀數位敘事:把水送進最遙遠的地方|台灣世界展望會#WASH計畫


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