12/12/2025
三星聯手MIT蓋「樓中樓」，意圖繞過台積電的護城河
台北信義區的房價之所以貴，是因為土地有限，這道理放在半導體晶片上完全適用。過去五十年，工程師都在做同一件事：把電晶體做小，好在同樣大小的矽晶圓上擠進更多開關。
但現在這條路越來越難走，昂貴的微影機與逼近物理極限的線寬，讓平面微縮的成本高到令人窒息。既然平面蓋不下，往天空發展似乎是唯一解方，但這正是困擾半導體界多年的噩夢。
【攝氏400度的冷靜革命】
要在晶片上蓋樓非常困難，原因出在溫度。傳統矽電晶體的製造過程動輒超過攝氏1000度，這高溫足以把已經蓋好的一樓（邏輯電路）與昂貴的金屬導線燒毀。這就像你想幫房子加蓋，但施工工法卻可能會先把客廳燒成灰燼。
MIT、滑鐵盧大學與三星電子共同發表的最新研究，正是為了解決這個熱預算難題。他們利用「非晶氧化銦」與「鐵電氧化鉿鋯」這類特殊材料，成功在攝氏400度以下的低溫環境中，直接在晶片後段製程的金屬層上長出垂直的電晶體。這相當於發明了一種冷焊技術，讓工程師能在精密脆弱的電路迷宮屋頂上安全施工，實現真正的單晶片3D堆疊。
【三星的算盤：一體成形的終極野望】
三星之所以大力投入這項研究，動機非常單純且充滿野心：這是他們發揮「 IDM（垂直整合製造）」優勢的絕佳破口。三星同時擁有頂尖的記憶體與邏輯製程技術，MIT這項能在邏輯晶片上方直接堆疊記憶體單元的技術，簡直是為三星量身打造。
想像一下，目前的電腦架構是運算與記憶分家，資料必須透過匯流排跑來跑去，耗電又佔空間。三星的願景是利用這種低溫製程，直接把高密度的記憶體蓋在處理器頭頂上。這不僅是物理距離的歸零，更是效率的飛躍。對於急欲在AI晶片戰場翻身的三星而言，若能率先量產這種「邏輯+記憶體」一體成形的超級晶片，將是擺脫良率泥淖、在效能上直接超車的殺手鐧。
【台積電的聯盟：搭橋比蓋樓更務實？】
回到您的提問，台積電與美光、SK海力士的聯盟能否達到類似效果？答案是肯定的，但路徑截然不同。如果說三星與MIT是在搞「樓中樓」的內部改建，那麼台積電目前的CoWoS先進封裝技術，就是在蓋「空中光廊」。
台積電不生產記憶體，因此他們選擇專注於連結。透過CoWoS技術，台積電將自家的邏輯晶片與SK海力士、美光生產的HBM（高頻寬記憶體），像積木一樣並排放在一塊矽中介層上，並透過極高密度的線路將兩者連通。這雖然不是疊在一起，但透過超短距離的水平連結，依然能達到極致的傳輸速度。
這兩種策略各有千秋。台積電的「搭橋」策略技術成熟、風險低，且能靈活搭配不同廠牌的記憶體，是目前Nvidia與AMD等巨頭的首選。三星與MIT的「蓋樓」策略雖然理論效能更高（連橋都不用了），但製程複雜度與散熱挑戰極大。現階段來看，台積電的生態系聯盟依然是AI晶片的主流選擇，但三星正試圖透過材料科學的突破，定義下一個世代的遊戲規則。
若三星在此技術取得突破，那麼未來的晶片戰爭，三星將可能重新取得與台積電一較高下的本錢。
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