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材料創新驅動 AI 時代

AI 持續快速發展,帶動高效能與高能源效率運算需求

現今 AI 資料中心必須處理、傳輸與儲存大量資料,而這一切都仰賴半導體技術創新。

資料中心
半導體技術與 AI

AI 正在重塑半導體技術藍圖,並改變晶片設計與製造方式。

應材的策略聚焦於由技術轉折點所驅動的創新(Inflection-Focused Innovation)。基礎半導體技術在提升晶片效能、加速運算能力,以及降低資料中心與邊緣裝置 AI 應用的成本方面扮演關鍵角色。

我們相信,應材在以下五大領域的領導地位,將定義未來 AI 系統架構發展:

先進

邏輯

先進邏輯

高效能
DRAM

高效能 DRAM

高頻寬
記憶體(HBM)

高頻寬記憶體

先進
封裝

先進封裝

功率
電子

功率電子

AI 已成為每個產業、每家企業,以及每個人不可或缺的一部分,而應用材料公司正是驅動 AI 時代發展的關鍵基石。每一次的 AI 突破,都來自半導體技術的進步,而其背後則是應用材料公司的材料創新。我們透過材料創新,為世界帶來真正且深具意義的改變。

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節能運算將引領全球 AI 發展
今年半導體產業的營收可望達到 1 兆美元。
圖表

AI 是我們這個世代最具影響力的技術變革。它將重塑各行各業,並重新定義全球經濟。AI 的影響不僅延伸至各種應用與產業,更深入改變運算架構本身。半導體晶片必須在運算能力方面有所提升,不僅要提高效能,還要大幅提高能源效率。

AI 工作負載正在不斷增長,如今我們看到,像智慧代理、邊緣人工智慧和實體人工智慧這樣的新型增量應用,將在未來幾年推動產業的發展。到 2030 年,AI 智慧資料中心可能會消耗全球 10% 以上的電力供應。

應用材料公司透過創新且寬廣的設備解決方案,協助晶片製造商以原子級精度進行材料成形與改性,回應節能運算需求。在現今 AI 資料中心中,隨著電晶體數量持續增加、互連速度不斷提升,以及能源效率要求日益提高,這種精密控制能力變得格外重要。

這場變革需要全新的材料、架構與整合方式。材料科學與創新是推動整體生態系技術變革的關鍵驅動力,正持續顛覆並重塑傳統技術架構。AI 效能的提升,來自新一代半導體晶片與封裝技術突破。

這些效率的提升,可直接轉化為更強大的 AI 模型、更快的回應速度、更低的延遲,以及將資料中心擴展至更多邊緣裝置的能力。

AI 是這個世代最深遠的技術轉折。它將改變各行各業,並重新定義全球經濟。AI 的影響不僅延伸至各種應用與產業,更深入改變運算架構本身。半導體晶片必須實現約 10,000 倍的運算能力提升,而關鍵不僅在於效能成長,也仰賴能源效率的大幅突破。

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應材致力提升資料中心基礎設施的整體效率,以滿足AI持續成長的能源需求。其中一項例子是應材對整合式功率元件(IPD/IVR)的支援,協助提升系統的功率效能。

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在電路板與機櫃層級,資料中心整合高速光學互連與光子技術,在伺服器與加速器之間高效率傳輸大量資料。應用材料公司透過光學互連所需的材料與製程技術支援此技術層級,包括矽光子與 microLED解決方案等相關技術。

了解 ICAPS

先進封裝透過整合多個小晶片,提供 AI 晶片所需的頻寬與能源效率。透過縮短互連距離並提升散熱與功率密度,這些封裝創新已成為推動 AI 效能持續擴展的關鍵技術。應用材料公司的 Kinex 混合鍵合系統可實現高精準度的晶粒對晶圓混合鍵合,支援先進邏輯與記憶體元件製造。

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先進邏輯、記憶體與電晶體架構,為大規模的 AI 工作負載提供所需的運算密度與能源效率。應材藉由材料工程專業,推動電晶體微縮、圖案化以及薄膜精準控制技術的進步,奠定 AI 處理器發展基礎。應用材料公司的 Xtera 磊晶系統支援 2 奈米及以下製程節點的環繞式閘極(GAA)電晶體製造。全新的 Producer Viva 自由基處理系統則可為奈米片表面提供埃米級的精密工程控制。

了解 Xtera

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伺服器機櫃

推動AI規模化,每一埃米都至關重要

試想看看:在每一項先進 AI 晶片半導體架構的背後,多項材料技術轉折正同步發生。這不僅帶來前所未有的技術複雜度,也對精準度提出前所未有的挑戰。這意味著,材料工程創新比以往任何時候都更加重要。

在奈米尺度空間中配置多種材料,需要極致的精準度,因為材料特性及其交互作用,將直接影響最終效能。從電晶體、晶圓到晶圓廠,創新正以驚人的速度推進,同時維持原子級的精密控制。在這個新世界裡,每一埃米都至關重要。

每年需要 6 X 10 19個具備 1 埃米(Å)精度的電晶體

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AI 是我們這個時代最重大的技術轉折點。應用材料公司的角色,在於憑藉深厚的材料科學專業,以及卓越的營運能力,推動由技術轉折所帶來的創新,提供滿足當今先進 AI 工作負載所需的效能、能源效率與可靠性。

蓋瑞.迪克森(Gary Dickerson) 總裁暨執行長談 AI

創新的研發模式

應材位於矽谷、投資 50 億美元打造的設備與製程創新暨商業化(Equipment and Process Innovation and Commercialization Center, EPIC)中心,是美國歷來最大規模的先進半導體設備研發投資計畫。該中心從規劃之初,即致力於大幅縮短突破性技術從早期研發到全面量產的商業化進程。

矽谷 EPIC 中心

應用材料公司 EPIC 中心

透過改變與客戶及合作夥伴的創新合作方式,我們正加速下一代技術的發展藍圖。深入了解全新 EPIC 中心。

與應材一同探索 AI 創新之路

我們的 AI 故事,不僅關乎機器與模型,更來自於提出創新構想並將其實現的員工,以及運用智慧解決方案創造價值的客戶。我們處於這場變革的核心,實現 AI 時代。關注我們,了解應材如何憑藉卓越的製造實力、技術領導力與前瞻願景,引領大規模 AI 發展的未來。