從異質整合到矽光子，孫元成：AI Super Moore 與 3D×3D 新時代來臨
台積電前技術長、國立陽明交通大學副校長孫元成今（9 日）在異質整合論壇中分享3D x 3D 系統擴展的進程，以及目前產業挑戰和未來創新。
孫元成指出，在3D 異質整合這個名詞出現前，台積電很早就開始投入，並透過3D 結構持續推進CMOS 縮放，這些感測器、其他元件、邏輯CMOS 或記憶體，如同人類的大腦；而感測器、致動器（actuators）等特殊應用則彷彿五官與四肢；至於3D 異質整合中的「中介層」（interposer）如同人類的脊椎，支撐著並進行所有的訊息傳遞，好比神經系統一樣，而當時媒體以「超級晶片」（Superchip）、蘋果晶片或InFO 封裝（package on package）作為代稱，但這些就是3D x 3D 整合與系統擴展的早期代表。
「我們可以把Chiplet 與Packagelet 整合在一起，讓不同技術能各自持續演進並強化，同時達到最佳的系統效能、功率密度與外型設計。」孫元成也提到，光子技術（photonics）與CPO（co-packaged optics）對於資料中心、資料規模、AI 工廠或AI 處理來說，變得非常重要。
孫元成認為，如果大膽想像，未來可以在矽基的電子封裝中整合更多元件，甚至可能換成玻璃。除了光子，冷卻機制也必須整合，未來也將出現更多解決方案，至於系統應用方面，不同應用則需要不同封裝形式，因此會有各式各樣的需求，來整合不同類型的Chiplet 或元件。
「我們真的正在經歷另一場AI 大爆炸（Big Bang）！」透過結合大語言模型與運算能力，能將AI 部署到各行各業、各種應用，並惠及所有人。如今隨著生成式AI 與各種能力的出現，正進入資料規模、資料為中心的AI 工廠時代，以及邊緣AI 等智慧裝置。
雖然從技術層面看，功耗與能源效率仍是最大挑戰之一，市場對此需求仍大，但也帶來無數機會。孫元成認為，必須在架構、演算法及跨領域的共同創新與協同設計上，找到新的方式，或者說，向人腦獲取靈感，而「記憶體內運算」（in-memory computing）將是個起點。
談到台灣的角色，孫元成表示，在不同層次、供應鏈環節與能力上，各方都有自己的強項，沒有任何國家或地區能包辦所有事務，應建立在自身強項上，並合作前進，打造雙贏、共生的生態系統。他認為，前方還有許多機會，包括量子技術、新材料甚至量子運算，未來值得去開拓。
孫元成表示，「我們正邁向『AI Super Moore』與3D × 3D 的新時代，必須從人腦中汲取靈感。與其只著眼於摩爾定律或晶片成本的上升，應更關注其背後所能創造的價值與智慧。我們也必須正面迎接能耗挑戰，因為最精彩的未來仍在前方」。
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