刘德音：半导体是 AI 关键推动力，硅光子将成重要技术

AI 快速进展，台积电董事长刘德音表示，10 年内，AI 需要上兆电晶体的绘图处理器（GPU），GPU 装置数量将是当今典型装置数量的 10 倍。半导体技术是 AI 新能力和应用的关键推动力，而硅光子将成为半导体最重要的技术之一。

刘德音与台积电首席科学家黄汉森，共同于国际知名的电机电子工程师学会（IEEE）发表文章"How We’ll Reach a 1 Trillion Transistor GPU"，强调先进半导体正在推动人工智慧的繁荣。

文章指出，IBM 开发的深蓝（Deep Blue）超级电脑于 1997 年击败世界西洋棋冠军卡斯帕洛夫（Garry Kasparov），展现了超级电脑技术的突破性发展，同时首度展现高效能运算有朝一日可能超越人类智慧。

接下来 10 年，人工智慧应用于许多实际任务，例如脸部辨识、语言翻译以及推荐电影和商品。再接下来的 15 年，AI 发展到可以"彙整合成知识"的地步。生成式 AI 如 ChatGPT 可以创作诗歌、艺术品、诊断疾病、撰写报告和电脑代码，甚至可以设计出与人类打造的积体电路相媲美的产品。

文章指出，AI 应用的突破性发展来自于 3 个因素，首先是高效机器学习演算法的创新，其次是大量的训练资料，第三是半导体技术的发展提升节能运算的能力。

文中回顾 AI 发展过程中的几个的重要里程碑，是由当时领先的半导体技术实现的，如深度神经网路的初始图像辨识是採用 40 奈米技术。AlphaGo 使用 28 奈米技术征服了围棋游戏。最初用于训练 ChatGPT 伺服器採用 5 奈米技术；最新版 ChatGPT 是由採用 4 奈米技术的伺服器提供支援。

刘德音在文中指出，如果 AI 以目前的速度继续发展下去，将需要半导体产业更多贡献。10 年内，AI 需要一个 1 兆电晶体的 GPU，意即 GPU 的装置数量是当今典型装置数量的 10 倍。

他说，在 AI 时代，半导体技术是 AI 新能力和应用的关键推动力；因 AI 应用的需求，硅光子将成为半导体产业最重要的技术之一。新的 GPU 不再受限于过去的标準尺寸和外形。新的半导体技术不再局限于在二维平面上微缩。

文章提及，光学介面可望很快与 GPU 和中央处理器（CPU）配置在一起，为 GPU 到 GPU 的通讯提供能量和区域效率扩展频宽。因此，数百台伺服器将成为具有统一记忆体的单一巨型 GPU。

刘德音在文中表示，过去 50 年，半导体技术的发展就像走在隧道里，前面有一条明确的道路，就是缩小电晶体。如今，已经到达隧道的出口，半导体技术发展将日益艰难，不过在隧道之外，未来充满很多可能性，不再受过去的束缚。

（作者：张建中，首图来源：科技新报）