“第十八届国际构装暨电路板研讨会 – IMPACT 2023”稍早于10月25至27日假台北南港展览馆1馆盛大举行，由IEEE EPS-Taipei电子封装学会台北分会、IMAPS-Taiwan台湾国际微电子暨构装学会、工研院及TPCA台湾电路板协会共同举辧。今年大会以“IMPACT on the Future of HPC, AI, and Metaverse”为主题，深入探讨高性能计算（HPC）、人工智能（AI）及元宇宙（Metaverse）等次世代应用下的先进封装与电路板前瞻技术。
首日开幕大会上，IMPACT 2023大会主席、IMAPS-Taiwan理事长暨工研院电光系统所副所长骆韦仲博士表示，今年与会人数超过700人，且近3成来自海外，这让IMPACT 2023成为当前全亚洲出席人数最多的先进封装盛会。对此，他特别感谢IEEE EPS总部、IMAPS、国际电子生产商联盟（iNEMI）、日本友会，含国际电子封装技术研讨会（ICEP）、日本电子封装学院（JIEP）等、以及业界和学术界的大力支持。
创新推进3D封装关键技术，系统级性能扩展将打开新一轮AI应用潮开幕大会后，率先由台积电品质暨可靠性组织及先进封装技术暨服务副总经理何军及AMD企业副总裁Raja Swaminathan发布大会主题演讲。何军指出，3D封装技术市场需求正迎来爆发式的增长，预计到2025年，全球3D封装市值有望突破1,000亿美元大关。目前台积电正大力推动“3DFabric”平台，该平台集成了3D封装的SoIC和2.5D封装的CoWoS、InFO等先进封装技术。拜3D封装技术之赐，NVIDIA最新一代GPU（H100）性能比上一代产品（A100）提升6倍之多。
旺盛的高性能计算需求带动3D封装技术的大量商业化应用发展，预计2025年台积电3D封装无尘室空间将增加一倍以上。此外，台积电正加紧与生态伙伴的合作，共同推进诸如混合键合（Hybrid Bonding）提升互联密度、高带宽内存（HBM）内存信号完整性优化等3D封装关键技术的创新。
台积电副总经理何军表示，拜3D封装技术之赐，NVIDIA最新一代GPU性能比上一代产品提升6倍之多，而高性能计算需求带动3D封装技术的大量商业化应用发展，预计2025年台积电3D封装无尘室空间也将增加一倍以上。（Source：IMPACT）
AMD企业副总裁Swaminathan博士则表示，当前人们对于超级计算机和AI性能的需求正呈指数增加，每1.2年就会增长一倍，最近需求更大幅激增，1年内就增长2倍。业界正致力于通过高速接口设计、先进封装和异质集成等创新，在系统层级实现性能扩展。AMD特别关注通信能源效率，该公司通过正在开发的3D堆栈技术并利用混合键合封装，可大幅降低芯片间沟通的能源消耗，预计在5年内将HPC和AI训练的每瓦性能提高30倍。
综上所述，两家分别代表芯片代工与IC设计的领导大厂均强调先进封装技术与次世代AI架构的相辅相成，可带动芯片运算能力大幅提升。
AMD企业副总裁Raja Swaminathan表示，AMD正在开发的3D堆栈技术并利用混合键合封装，可大幅降低芯片间沟通的能源消耗，预计在5年内将HPC和AI训练的每瓦性能提高30倍。（Source：IMPACT）
协同设计将引爆AI重大变革，高密度异质集成平台将成为半导体未来关键今年大会第三次举办IEEE EPS论坛，论坛主持人日月光集团副总经理洪志斌博士表示，IEEE EPS作为IMPACT大会的主办单位，希望借由这个平台聚集最新技术和重要讲者，以促进产业最新发展趋势和技术的交流。首届IEEE EPS论坛聚焦5G，第二届讨论边缘运算，今年特别联手CEDA，共同探究在芯片、封装和系统间进行协同设计的优化ECAD工具。这次发起联合论坛的构想来自于日月光资深技术顾问陈威廉博士（Dr. Bill Chen），他在远程致词中表示，AI和机器学习虽然刚起步，但在未来几十年将会继续发生重大变革。协同设计将推动AI相关产品与应用的发展，这需要开放的芯片生态系统及标准接口以实现更高效率。
日月光集团副总经理洪志斌博士担任IEEE EPS论坛主持人强调今年论坛主题，特别联手CEDA，共同探究在芯片、封装和系统间进行协同设计的优化ECAD工具。（Source：IMPACT）
此外，联合论坛还特别邀请来自海内外产学界的知名学者、专家共聚一堂，包括美国宾州州立大学电机工程学系系主任Madhavan Swaminathan、联发科洪志铭协理、应用材料先进封装发展中心主管Arvind Sundarrajan、美国乔治亚理工学院教授Sung Kyu Lim、英特尔资深院士Debendra Das Sharma及思科副总裁Nan Wang等共同发布演讲。
Madhavan Swaminathan教授强调，高密度异质集成平台将成为未来趋势，我们需要打造一个从天线到AI的异质集成平台来支持边缘运算与通信，更需要在许多方面进行技术开发和协同设计，分布式运算和通信势必将发挥重要的作用。洪志铭博士就小芯片AI辅助设计的议题表示，不同迭代设计过程中包括材料、机械、EDA工具等各种面向与领域的协作非常重要，但必须了解并非所有环节都适用AI，若要进行3D AI机器学习，也必须考量是否有足够成熟的工具进行训练。
针对混合键合议题，Madhavan Swaminathan教授指出，混合键合系推动AI和HPC的关键技术，可协助处理巨量数据，提高功耗效率并降低延迟。但混合键合流程非常复杂，至少涉及上百个步骤。不能只优化单一步骤，需要协同优化才能获得更好的键合良率。Sung Kyu Lim教授则认为，第二波AI革命需要多种芯片的协同运行，EDA工具有助于2.5D和3D芯片封装，不仅是设计师的最佳助手，更有助于芯片制造商，因为当前EDA工具可以支持材料及键合方式的决策。
至于UCIe标准如何拓展小芯片生态系统，Debendra Das Sharma博士指出，UCIe允许在封装层面上混合搭配多个芯片，以克服制程限制并提升良率，目前该标准支持2D和2.5D封装，未来也会支持3D。在构建SoC系统单芯片时，UCIe可以在封装层面进行创新，不仅能集成CPU、GPU及内存，还支持USB、PCIe及CXL等互联标准，打造动态可配置的系统。同样以异质集成为题目的Nan Wang副总裁表示，OPC共同封装光学能有效解决机器学习训练网络因需要高速联网与大量运算所产生的功耗与成本挑战问题。通过OPC技术，可以让光学组件紧靠以太网络交换芯片（Ethernet Switch IC），并封装在同一基板上，降低30%系统功耗，但也会为信号与电源完整性带来新挑战。对此，需要在系统层面进行协同设计和优化以实现大规模应用。
IEEE EPS联手CEDA的联合论坛，讲师阵容坚强。左起为台大电机资讯学院院长张耀文博士、应用材料先进封装发展中心主管Arvind Sundarrajan、联发科洪志铭协理、美国宾州州立大学电机工程学系系主任Madhavan Swaminathan、日月光集团副总经理洪志斌博士、思科副总裁Nan Wang、美国乔治亚理工学院教授Sung Kyu Lim、英特尔资深院士Debendra Das Sharma。（Source：IMPACT）
寻求最佳协同设计工具，快速回应市场异质集成需求下半场的IEEE & CEDA座谈会由台大电机资讯学院院长张耀文博士担任主持人，他主要抛出三大议题，由现场专家共同分享见解。首先抛出的第一道问题：“AI与先进封装如何解决AI与边缘运算中最困难的问题？”由Madhavan Swaminathan教授率先回应指出，AI需要大规模运算，得依赖不同技术节点芯片的协同运行。至于先进封装技术可以实现RF、GPU、CPU乃至光学组件等不同领域芯片的集成。洪志铭博士分享AI在电源分析、芯片布局优化方面的成功案例，但数据文件不足成为拓展3D的瓶颈，所以人类设计师目前仍无法被AI取代。Sung Kyu Lim教授则表示，电路设计数据的不足限制监督学习的运用，学术界正在加大无监督（Unsupervised Learning）和强化学习（Reinforcement Learning）的研究力度。Nan Wang副总裁认为异质集成可以解决网络系统难题，但不免会增加设计和制造的复杂度。
本届IMPACT 2023可谓众星云集，吸引大批专业领域人士亲临现场参与交流。（Source：IMPACT）
第二道议题“面对下一代AI与HI人类智能，我们必须克服的关键技术挑战为何？我们何时才能看到解决这些挑战的解决方案？”对此，Debendra Das Sharma博士认为异质集成可以将计算和内存封装在一起，3D堆栈则有助于进一步缩短距离，进而减少数据传输距离、提升性能并降低功耗。Arvind Sundarrajan博士指出，异质集成带来的关键挑战包括降低芯片和基板间的间距、缺陷控制、不同材料间的键合强度以及芯片翘曲等，这需要在材料等方面做技术创新以获得良好的性能。
张耀文教授最后提问：“EDA工具对先进封装的准备度如何？还有哪些关键的缺失需要立即关注？”Sung Kyu Lim教授表示，EDA工具在异质集成、2.5D和3D方面有些落后，设计师需要更多功能和自动化。虽然2D EDA设计工具已经相当成熟，但3D集成设计还有很大的努力空间。Madhavan Swaminathan教授点出当前EDA公司过于被动，若没有客户订单，就不愿意投资新技术。EDA公司需要与技术开发商合作来共同推动异质集成。洪志铭博士则认为，即使是2D设计，也需要开发内部工具来补充商业EDA工具的不足，EDA公司需要更快地回应设计者的需求。Debendra Das Sharma博士表示，当EDA公司看到市场前景时，他们会投资新技术，关键是要让他们要能看到这些技术将成为下一个重要方向。Nan Wang副总裁表示，异质集成需要跨EDA等不同工具及系统的集成分析能力，以便为各种可能出现的问题尽早做好准备。
IEEE & CEDA座谈会主要针对AI与先进封装如何解决AI与边缘运算问题、下一代AI关键技术挑战以及EDA工具如何助先进封装更加完善等议题进行深入探讨。（Source：IMPACT）
本届IMPACT 2023在主办单位与诸多协同单位合作举办下，三天共计推出33场论坛，不但有来自台积电与AMD的高端主管发布大会主题演讲，更集结百位国际领导大厂与学研界重量级专家参与。而今年IEEE EPS更首次和IEEE CEDA电子设计自动化学会共同举辧联合论坛，引领与会者畅游AI协同设计国度，也让IMPACT 2023不仅深耕技术层面，更拓展到市场趋势，激荡创新火花！
同期展出的台湾电路板产业国际展览会（TPCA Show 2023）汇聚来自全球的1,386个摊位，展出超过480个国际品牌，聚焦半导体构装、净零、智能制造前瞻趋势与技术，积极为来自全球的参与者提供多项服务，TPCA Show为业界提供展示创新、交流最前沿技术的绝佳机会，期待借此推动产业发展，展现台湾PCB的卓越表现。
（首图来源：IMPACT；首图图说：IMPACT 2023大会主席、IMAPS-Taiwan理事长暨工研院电光系统所副所长骆韦仲博士于开幕大会上致词）
