TSV與異構(gòu)集成技術(shù)的前沿進(jìn)展與趨勢(shì)展望

據(jù)說(shuō)流體力學(xué)界的人最近有點(diǎn)忿忿不平，AI界的人拿走了他們的擴(kuò)散方程的方法，搞出了視頻生成，結(jié)果沒(méi)他們什么事兒。家底兒厚無(wú)所謂，這才到哪兒。橢圓你拿走了，有本事你把雙曲和拋物也拿走？

???什么是信息？

廣義的信息是指生物體通過(guò)對(duì)某種感知手段獲得的某種信號(hào)：

沙漠中獅子聞到的斑馬的氣息，春天野生動(dòng)物尋找伴侶發(fā)出的信號(hào)，一位時(shí)裝潮人在街頭面對(duì)路人的微笑。

狹義的信息是指人類通過(guò)感知、推理、總結(jié)獲得的某種知識(shí)。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，這種信息通常以二進(jìn)制的形式予以表達(dá)。

人類在工業(yè)革命時(shí)代所有的發(fā)明創(chuàng)造，都是基于能量的人類的某種能力的放大，比如：有了汽車，人們長(zhǎng)途旅行不再僅靠雙腳。有了空調(diào)，人們就不用扇子來(lái)降溫了。有了熱兵器，就不用費(fèi)力氣去拉弓放箭了。

人類在信息技術(shù)革命（自1946到2023年）階段，主要是加快了個(gè)體和群體之間信息傳遞的方便性，以及增強(qiáng)了復(fù)雜計(jì)算的實(shí)現(xiàn)能力。普遍使用移動(dòng)通訊技術(shù)，結(jié)合APP，以信息傳遞為核心，將人們的衣食住行的日常生活使用信息化技術(shù)進(jìn)行連接。

在ChagGPT橫空出世以前，所有的信息都是人類制造生成，或者人類通過(guò)某種形式采集獲得的。無(wú)論是宇宙的引力波，深海藍(lán)鯨的叫聲，全球天氣測(cè)量，或者超算中心獲得的人類基因組配對(duì)信息，這些信息都是人類預(yù)知的信息。預(yù)知的含義是人們知道這類信息包含或者不包含某類知識(shí)，也知道這類信息的大小、格式等等。類似于農(nóng)民播種、管理，然后收獲作物。

所有有效知識(shí)的產(chǎn)生都是思維的結(jié)果，所有的思維都需要經(jīng)過(guò)大腦，所以這種高難度的生理學(xué)活動(dòng)成本極高。一個(gè)漂亮的介紹大都會(huì)博物館的PPT可能需要幾周的辛勤勞動(dòng)，一份精美的介紹壯闊的青藏高原的視頻可能需要數(shù)個(gè)月的團(tuán)隊(duì)工作。

這里面的核心原理只有一個(gè)：人類思維過(guò)程無(wú)法工業(yè)化復(fù)制。

2023年ChatGPT橫空出世，計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)了海量的人類公開(kāi)知識(shí)，并使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行組織，形成了工業(yè)化思維生成器，相當(dāng)程度上模擬人類的大腦結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方式。從而第一次可以以文本的形式，不經(jīng)過(guò)人類干預(yù)，形成知識(shí)性信息（并非復(fù)制而是總結(jié)歸納）。

2024Sora/Gemni英雄輩出，知識(shí)生成擴(kuò)展到視頻。美輪美奐，驚為天人，巧奪天工。

人工智能走到今天可以說(shuō)已經(jīng)在學(xué)習(xí)階段非常像人類思維了，好比是一個(gè)五六歲的小孩，穿正裝去參加有很多親友參加的聚會(huì)，跟隨大人一起和親友們打招呼，但是其實(shí)他可能既不知道聚會(huì)的原因，也不了解親友和聚會(huì)的關(guān)系。

那么什么是人類知識(shí)的基石呢？其一是自然規(guī)律，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是由各種科學(xué)方法論所描述的規(guī)律。表征整個(gè)自然界的控制方程組是非常少的：基本守恒定律，電磁學(xué)的麥克斯韋方程組，流體力學(xué)的納維爾斯托克斯方程組，相對(duì)論及粒子物理，遺傳規(guī)則，反應(yīng)速率等等。

其二是邏輯推理方法。

圍棋作為游戲是一種規(guī)則的邏輯表達(dá)，這種表達(dá)AI比較容易做出判斷和學(xué)習(xí)。

基于自然規(guī)律的思維表達(dá)是人類思維表達(dá)的最高級(jí)形式，包括科學(xué)發(fā)現(xiàn)！當(dāng)前的AI系統(tǒng)似乎還無(wú)法理解復(fù)雜的由偏微分方程組控制的自然體系。當(dāng)然主要的原因，這個(gè)體系的外在表現(xiàn)過(guò)于多樣化，通過(guò)外在表現(xiàn)無(wú)法獲得全部?jī)?nèi)在規(guī)律。比如即便AIGC可以學(xué)習(xí)全世界海浪的運(yùn)動(dòng)形式，甚至它可以創(chuàng)造逼真的海浪，但是它并不知道內(nèi)在的邏輯是復(fù)雜的NS方程組，如同那個(gè)參加宴會(huì)的孩子。

無(wú)論如何，人類總是在不停地進(jìn)步，以便讓自己的生活過(guò)得更加舒適。

TSV與先進(jìn)封裝

芯片是AI的基石和載體。

先進(jìn)封裝是芯片設(shè)計(jì)的必由之路。TSV則是必由之路上的服務(wù)站。世界上各個(gè)主要的IC廠商包括設(shè)計(jì)、晶圓、封測(cè)廠商，開(kāi)發(fā)了一大批專利技術(shù)，使用TSV達(dá)成各種復(fù)雜的三維芯片的高性能堆疊結(jié)構(gòu)。

下面基于有源和無(wú)源TSV做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹，主要參考文獻(xiàn)來(lái)自于IEEE院士Lau。

本文摘自：J. H. Lau, 2023 Recent Advances and Trends in Multiple System and Heterogeneous Integration With TSV Interposers

審核編輯：黃飛

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