2020 半導體科技發展趨勢與工作機會
現代科技建築在半導體
現代人享受著 Google Pixel, iPhone 等智慧型手機、Mac 筆電與各種穿戴裝置帶來的便利性。其這些漂亮的智慧裝置裡頭都是大量的電子元件整合設計而成，而其中半導體又為構成眾多電子元件最重要的材料，許多驅動智慧裝置運行的核心硬體都是由半導體元件設計而成的晶片構成，如大家熟知的核心處理器 CPU。
世界盛名的科技搖籃矽谷，其「矽」也是依照半導體最主要的材料 — 矽，命名而來。
2020 半導體發展
半導體的發展，推動了世界各種智慧應用裝置的想像與設計。隨著世界資訊的暴漲帶來的大量資料的運算應用需求，以及半導體奈米科技的物理極限帶來的挑戰。本篇文章與大家分享淺談半導體科技在 2020 與未來有何樣的發展空間，並帶出有哪些潛在的工作機會。以下整理出三大觀察的發展面向供大家參考：
- 開源硬體的崛起，重塑業界 CPU 設計與供應鏈關係。
- 大量資料運算應用的顯著需求，GPU 與 FPGA 需求持續維持高成長。
- 成功的新製程應用技術研發，使得奈米科技得以延續摩爾定律，以推動硬體效能極限。
1. 開源硬體：RISC-V CPU 設計崛起
開源精簡指令集架構技術 RISC-V 正在急起直追 Intel CISC, Arm RISC，成為第三大 CPU 架構。
擴展便利性，是所有軟硬系統在設計上均追求的特性。越來越多企業用戶開始擁抱開源的 RISC-V 架構以方便未來的 CPU 設計擴展。目前 RISC-V 基金會已有 300 多名會員，其中不乏知名有系統晶片設計服務的科技公司如：Google, MediaTek, Microsoft, Nvidia, Qualcomm 等等。
受許多硬體開源開發者喜歡的 Raspberry Pi，其原先採用較封閉的 Arm 架構設計 CPU，現在也投入成為 RISC-V 的開源貢獻者。
Arm 回應 RISC-V 開源架構帶來的風潮，也開始逐步優化原先的封閉 CPU 架構。
延伸閱讀：RISC-V 如何影響 Intel, Arm
Chips that pass in the night: How risky is RISC-V to Arm, Intel and the others?
市場也開始出現許多擁戴開源架構 CPU 的新創硬體公司，使用 RISC-V 幫忙客製化晶片。其代表性的新創公司為由柏克萊大學發起，且由 Intel, Qualcomm 投資的 — SiFive。台灣也有由聯發科創辦人負責的晶心科技提供一樣的服務。
看看 SiFive 在招募何種 RISC-V 相關人才
- Compiler Software Engineer
- Verification Engineer
- Software Engineer for Vector/DSP library (Audio and AI)
2. AI 晶片發展加速：因應大量運算需求
一個 AI 系統需要強而有力的硬體來乘載大量快速的資料運算。
核心處理器 CPU 雖然運算速度很快，但並不合適一次處理太多任務，執行高併發運算。在大量資料需要並行處理的需求下，field-programmable gate arrays (FPGA) 與 graphics processing units (GPU) 為最合適的加速運算硬體。
在眾多發明 FPGA 與 GPU 的科技公司中，又以 Nvidia 的 GPU 大幅領先整個 AI 雲端運算。在三大雲端運算服務 Amazon Web Services, Google Cloud Platform , Windows Azure 中，其採用 Nvidia GPU 作為加速運算單元的比例高達九成之多。
延伸閱讀：Nvidia GPU 加速運算需求市場率比你想的還高
NVIDIA Dominates The Market For Cloud AI Accelerators More Than You Think
看看 Nvidia 在招募何種 GPU 相關人才
- GPU Software Application Engineer
- Mixed Signal Design Verification Engineer
- Embedded System Software Engineer — Tegra
3. 半導體製程：EUV 延續摩爾定律
當全世界奈米製程三雄 Intel, Samsung, TSMC 發展到將近 10 奈米時，皆備受市場考驗與質疑奈米製程發展的摩爾定律已走向盡頭，奈米技術面臨到難以再繼續有效壓縮的物理瓶頸。
這時 TSMC 領先成功導入 EUV 微影技術，以奈米波長較小的 EUV 成功取代黃光製程，以良率將近 100% 的大量量產 7 奈米。推動 TSMC 繼續維持全世界半導體製程科技的領先地位。
延伸閱讀：何謂 EUV
EUV Lithography Finally Ready for Chip Manufacturing — This long-awaited technology will extend the life of Moore’s Law.
看看 TSMC 在招募何種半導體製程人才
總結
半導體製程因成功引進新的技術而成功繼續向更小的奈米製程推移，也得以推動設計出效能更加、裝置更小的晶片，不論 CPU, GPU, FPGA 等各類應用晶片系統都可因更小的奈米技術獲得更大的益處，將可以幫助各種智慧電子裝置應用與 AI 計算的發展。
此外，CPU 硬體生態系也開始醞釀一股開源技術以利科技應用發展的氛圍，若生態系成功發展茁壯，將會改變 CPU 的供應鏈生態系結構，也會因 CPU 設計資源變多與入門門檻降低，群眾智慧的引入將會加速 CPU 的發展。
