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掌握核心技術 搶占市場先機

本文共1565字

經濟日報 張世杰

人工智慧時代來臨,記憶體運算需求提高,新世代記憶體蔚為風潮。經濟部技術處長年支持台灣半導體產業發展,培植出從半導體設計、製造到封裝的護國神山群。台灣擁有堅實的晶片製造產業鏈,在下世代晶片競爭中可迅速建立完整AI晶片供應鏈。

為搶占市場先機,委由工研院以科技專案,透過元件創新、材料突破、電路優化等方式,開發出更快、更耐久、更穩定、更低功耗的磁性記憶體(MRAM)與鐵電記憶體(FRAM)技術,將先進記憶體應用在記憶體內運算,直接在記憶體內做運算處理,節省資料搬移過程中的功耗;同時加快運算速度,大幅提升運算效能達十倍以上。這項領先全球的創新技術並獲得入選國際ISSCC頂級研討會論文的肯定,期待與台灣半導體產業攜手為AI、5G時代搶先布局。

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工研院藉由科專資源,發展出AI晶片軟硬體設計平台技術,也與國內相關IC設計及晶圓廠合作開發下一代Chiplet-based AI晶片。同時提供AI晶片軟體開發環境,建立從AI模型到AI晶片的端到端軟體平台,讓國內IC設計及系統軟體業者掌握自主設計能力,開發時程可從一年加速至三個月完成。

此外,為提升系統效能,同時縮小晶片體積、減少功耗、降低開發成本,整合多顆不同功能與製程的異質晶片,成為後摩爾時代最重要的技術之一。AITA聯盟的廠商會員為加速發展國內異質整合封裝技術,多家AI運算晶片、記憶體、影像感測器廠商分別提供關鍵裸晶,共同投入AI晶片的異質整合共通介面的制定與發展。並由工研院帶著AITA聯盟的廠商會員,參與美國加州大學洛杉磯分校UCLA CHIPS聯盟,定期進行交流討論,以協助國內IC設計、封裝業者接軌國際制定異質整合共通介面規格,彈性快速因應少量多樣產品開發。

過去台灣在IC設計上主要聚焦在標準通用晶片,軟體開發相對單純。邁入AI時代後,在各種不同的應用情境中,所需的效能表現跟運算能力都大不相同,已非過去的標準通用晶片就能滿足;且AI晶片運用深度機器學習,運算量之大,需要特別的處理器架構。國內中小型IC設計公司及系統整合業者面臨架構配置、設計時間以及研發成本等多重考量,拖慢產品上市的時間。

技術處為解決IC產業痛點,由工研院與國際電子設計自動化(EDA)大廠新思科技(Synopsys)合作成立「人工智慧晶片設計實驗室」,提供AI晶片設計之基礎軟硬體資源,可望解決業者痛點,降低進入門檻,加速台灣AI 晶片發展。同時為協助台灣半導體及IC載板產業技術加速升級,將擴大先進設備及技術投入。藉由工研院在半導體異質整合、高階封裝及驗證等技術能量,搭配外商杜邦在材料的專業能力,攜手建置國內的半導體製程平台評估及發展高速高頻封裝製程及材料,提供台灣半導體業更及時的交流與服務。

此外,以低功耗的裝置端AI晶片技術做為基礎,繼續向高性能運算技術發展,以滿足如5G、自駕車等領域的運算需求,新漢、高技、台燿與工研院合作成立「超高速網通技術A+台灣國家隊」,針對下一代1.6T網路通訊平台、大規模資料中心的成長需求,發展超高速訊號設計技術。同時規劃於工研院內建立滿足少量多樣的異質整合前瞻製造平台,提供更多元的彈性設計、製程、及產品試製的服務。(作者是經濟部技術處AI-on-Chip 終端智慧發展計畫主持人)

經濟部技術處簡介

經濟部技術處整合法人研究機構、產業界、學術界之研發能量與軟實力,促成國家創新系統成員間的科技創新連結,於智慧科技、綠能科技、製造精進、民生福祉、服務創新等領域,開發具前瞻性、關鍵性及跨領域之產業技術,並將研發成果多元移轉落實產業界應用,促進創新研發成果走向產業化與國際化,以厚實產業技術能量,提升產業創新效益。

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