異質晶片整合 半導體中心助攻台廠搶AI及智慧感測商機

2019/10/31 廣編企劃

評論

為推動科技產業升級，財團法人國家實驗研究院致力於推動國內科技人才培育及創新研發，近年除與學術界積極合作，提供平台解決方案以外，也積極協助產業界新創及新產品開發，希望作為學研與產業間的技術整合平台，以發揮高效的槓桿作用，創造共生共榮的各領域生態系。10月7日齊集台灣半導體研究中心、國家高速網路與計算中心、台灣儀器科技研究中心共同展出智慧領域技術成果，會中吸引廣大業界與學界共襄盛舉，希冀藉由這樣的機會，讓更多產學研界能認識國研院在研發平台服務所做的努力，並見證近年國研院引領的技術革新。

5G及物聯網時代來臨，從工業領域的自動化生產機台，到3C消費領域的穿戴式裝置，都須要核心的晶片模組；然而不同的應用，也有不同的晶片設計須求，規格可說是千萬種。對於想要搶攻物聯網商機的大小企業和新創廠商來說，最大的挑戰就在於是否擁有晶片自主能量。例如研發工業用機器手臂的製造商，若能快速取得性能優異且有效整合電源、感測、記憶等多項功能的晶片模組，就能降低成本、縮短開發時間、優先進入市場。又如穿戴裝置，內部各自獨立的處理器、感測器、電路IC等，若能充分整合成更有效率的晶片單元，就能縮小穿戴裝置的體積，提高運作效能。

異質整合研發有成 助攻國內產學界搶物聯網商機

國研院旗下的台灣半導體研究中心，在「產業趨勢論壇暨國研院智慧領域」的活動發表歷經了多年研發，在「異質晶片整合」技術取得重大進展。不論是工業用大電流的電路IP晶片組、或是低耗電物聯網裝置的智慧感測晶片、甚至連深度學習、機器學習所需的AI運算晶片，產學界都能運用台灣半導體研究中心所開發出的異質晶片整合平台，來降低開發門檻，讓業者沒有後顧之憂，全力衝刺市場。

半導體研究中心副主任莊英宗指出，半導體產業目前最熱門的趨勢是如何將不同材料整合為元件；這主要是因應物聯網時代包括電競、智慧家庭、無人載具、智慧城市等各種裝置，都有「異質運算核心」的需求。例如穿戴裝置愈來愈強調各種各樣的「感測」及「邊緣運算」，因此必須整合類比感測晶片與數位運算晶片；又如電路IP日益複雜，也須整合節能、電流、感測等多樣功能。

物聯網應用百花齊放 自主晶片能量才能搶得先機

莊英宗表示，「『物聯網』喊了很多年，過去未能大規模地實現，原因之一就是必須達成異質晶片的整合，才能降低物聯網裝置的開發成本及時程。」有別於過去的通用型晶片，未來AI、物聯網應用百花齊放，開發各式創新應用的小型企業，更須要的是符合自身需求的客製化晶片，然而學術單位或企業缺乏基礎研究與產品整合的驗證環境，自主開發晶片可說難上加難。這也是為什麼台灣半導體研究中心耗費五、六年的時間，研發出不同應用領域的異質晶片整合平台，來滿足產學界即將爆發的需求。

以智慧感測晶片為例，原本感測單元、電路單元、記憶體單元、以及處理單元各自獨立，全都放入穿戴裝置內，將導致體積過大，不符實用。半導體中心提供的異質整合設計架構，可將所有單元有效整合，並已有成功設計案例；換言之，智慧手錶、生醫穿戴裝置、AR/VR裝置的開發廠商，只要採用這個異質整合架構，再加上自己的創意，就能快速開發出自有晶片。這也符合時下正夯的客製化ASIC(特殊應用積體電路)晶片概念。

從穿戴裝置到無人工廠 晶片整合需求大不同

過去行動通訊主要鎖定消費端，不過未來物聯網的創新應用，有很大一部分將在工業領域實現，例如工廠自動化、工業4.0等等。因此除了低功耗、小電流的穿戴裝置，台灣半導體研究中心也研發出大電流、高電壓所需的異質晶片設計平台，可廣泛應用於機器手臂、CNC自動生產機台、晶圓定位平台、甚至無人工廠等等工業場景。這對於擅長製造業的台灣而言，可說是既充滿商機又能實現產業的轉型升級。

舉例來說，工業馬達內部的構造主要包括電源管理晶片、控制器、驅動IC等等；在以往，馬達的電源控制只須要兩條線，一進一出，但如今愈新型的馬達，效率愈高，所需接收的訊號也更為多元，勢必須要更複雜的控制電路；另一方面，節能的要求與日俱增，也必須在電源IC週邊加裝更多顆IC來符合綠能安規、進行斷路保護等。此外，生產線上的無人檢測、品管、預防性維修等，都會用到感測系統，更增添業者在整合上的難度，此時就很適合運用半導體中心的工業用異質晶片整合架構來進行突破。

自主微感測系統晶片 是台灣創新的關鍵

台灣半導體研究中心謝嘉民副主任表示，台灣發展IoT相關創新，自主微感測系統晶片是重大關鍵，它必須能涵蓋光、機感測器以及電路IP等不同屬性的IC及元件；不過因為前期研發投資大、驗證周期長，且應用情境太廣泛，一般廠商跨入不易。謝嘉民指出台灣半導體研究中心的異質系統整合平台，台灣半導體研究中心的異質系統整合平台，有兩大特色：一是盡量減少傳統的封裝，在IC層面進行整合；二是結合不同材料，將新式的感測用類比IC，建立國內產學研領域的系統級封裝研究生態圈，如提供微機電(MEMS)、感測器(Sensor)的半導體製造技術，並結合2.5D/3D先進超薄化封裝技術的驗證製造環境，以發展人體感測、工業訊號感測、甚至光達(LiDar)感測等應用，協助學界優秀的研究重果與業界生產技術接軌，提供國內發展微型化、行動裝置與物聯網相關解決方案。

在成果發表的同一天，半導體中心也開放AI系統開發實驗室，供論壇與會者參觀。物聯網時代著重資料的運算分析，AI已成為不可或缺的解決方案；然而許多學術單位和新創公司，比較擅長軟體面，例如機器學習、深度學習等演算法或模型的開發；對於運算IC的硬體設計較為陌生。有鑑於此，半導體中心的AI系統開發架構也提供產學界使用，資源不足的小型單位，也可輕鬆發展出AI SoC(人工智慧系統單晶片)解決方案。

半導體中心設計服務組蔡維昌組長補充，半導體中心提供的AI SoC設計平台，主要有兩大特點，一是提供客製化解決方案，可設計不同的應用需求的系統晶片，不必侷限市面上現成的通用AI SoC晶片；二是將AI SoC所需的的矽智產(IP)備妥並整合成晶片系統，學界或新創只須專注AI加速電路，大大簡化IC硬體的開發過程。

舉例來說，大學實驗室在開發手機人臉辨識的AI模型或演算法時，需要IC硬體來進行運算，不過手機的人臉辨識解鎖，講求快速、低功耗等特性，所需的加速電路必須客製化，市面上的通用AI晶片無法滿足需求，加上設計一顆AI SoC需包括CPU、記憶體、輸入輸出週邊元件、匯流排、加速電路等各項元件等，而實驗室師生又沒有足夠的資源自行開發整顆AI SoC晶片，便形成研發瓶頸。

此時半導體中心不僅提供AI SoC設計平台，還有相關的EDA設計軟體和訓練課程，AI開發者只要專注不同推論的加速電路設計，將之套用於設計平台，即可完成AI系統單晶片的開發。也就是說，學校實驗室或新創，透過這個設計平台，能夠快速驗證AI構想，縮短開發時程。除了手機之外，包括穿戴裝置的即時翻譯、生醫檢測儀等，都有低功耗、快速產出的特性，也很適合採用半導體中心的AI SoC設計平台。

發揮槓桿作用 促進產學整合 創造台灣科技業契機

莊英宗指出，「台灣半導體研究中心將自己定位為『新元件』、『新整合』、『新應用』的創意基地，努力解決產業界及學術界所面臨的問題。」藉由提供前瞻異質整合的共通平台，讓業者能輕易利用晶片設計環境、實作及封裝平台、取得客製化IP開發、驗證等各種服務。「我們的使命是發揮槓桿作用，將先進研發成果提供產業界及學術界運用，替台灣的科技業創造更多契機。」

附圖：對於想要搶攻5G及物聯網商機的大小企業和新創廠商來說，最大的挑戰就在於是否擁有晶片自主能量。
Photo Credit : 國研院
圖2
歷經多年研發，台灣半導體研究中心開發出的異質晶片整合平台，能針對感測類比晶片、運算數位晶片、電路IP進行高效能的整合。（Photo Credit : 國研院）
台灣半導體研究中心針對工業用電路IP系統進行異質整合。（Photo Credit : 國研院）
圖4
台灣半導體研究中心推出的AI SoC設計平台，讓學術界及新創業者，也能輕鬆開發出AI晶片。（Photo Credit : 國研院）

資料來源：https://www.inside.com.tw/article/17949-narlabs-tsri

國研院與成大再創新合作典範！

台灣資源有限，要有結盟打群架的思維，成大與國家實驗研究院繼數年前共組地震研究基地的做法，再度攜手打造半導體研發基地，非常值得肯定！

國研院台灣半導體研究中心台南基地 109年啟用 https://www.cna.com.tw/news/ahel/201910160214.aspx

2019 FUTURE TAIWAN│TSMC x NTU

#NTU #TSMC #半導體
回顧過去，半導體技術為人類生活帶來了革命性的影響；展望未來，半導體科技仍將是驅使人類生活進步的核心動力，也是最具產業價值的工程科學。
　
多年來，台積中心( Hey, TSMC x NTU )透過「菁英種子營」活動，幫助許許多多的同學一窺半導體領域的奧妙。今(2019)年，台積電中心透過全新的改版活動「FUTURE TAIWAN：半導體新視界」，邀請有興趣、有熱忱、有願景的理工系所大一、大二同學，一同探索半導體尖端技術的新視界。
　
本次活動為兩日不過夜活動，已於7月4-5日圓滿結束，內容包括：國家級實驗室參訪、最新技術研究發展、半導體產業大未來、台積電學長姐分享。本活動帶領同學參訪中研院應用科學研究中心、國研院台灣半導體研究中心以及台積創新館，讓同學可一次了解半導體產學研界不同面向。
　
此外，藉由業界學長姐的分享以及科技新知演講，也幫助同學掌握其所就讀科系與半導體產業的相關性，並得到資訊管道來收集培養實力的方法，因此活動受到參加同學的高度肯定。
　
⚙台積電-臺大聯合研發中心│http://tsmccenter.ntu.edu.tw/
⚙Hey, TSMC x NTU│https://www.facebook.com/tsmcntu/

Twitch傳送門： https://www.twitch.tv/otakuarmy2

美國大概是世界上最有名的隨時會出賣你的好朋友了，從越南到阿富汗，哪個不是好朋友，但當了好朋友之後還是要隨時小心美方忽然決策改變啊!今天就來談一談美方最近的狀況吧! FT 美國德州Sam Houston州立大學政治系副教授

先來看看最近的一個跟美方全力配合現在命懸一線的好例子，阿富汗。根據自由時報的報導:【阿富汗激進組織「神學士」（Taliban，或譯塔利班）目前在與政府軍的爭鬥中暫居上風，並握有國內大部分領土。阿富汗總統加尼（Ashraf Ghani）今日表示，這要歸咎於美國「突發」的撤軍決定，不過他的政府已制訂好計畫，會在6個月之內將情勢制於掌握之下。《路透》報導，加尼在國會演說提到，「當前的情況是因為國際部隊突然撤軍的決定」、「近三個月以來，我們遭遇了始料未及的狀況」。】當然我們可以說被放棄會不爽天經地義，但包含了前任駐阿最高指揮官和曾經在阿富汗服役的暢銷書作者，都提到了一個問題，阿富汗的美軍協力者怎麼辦?當年美軍撤離南越時，一併疏散了十三萬名的美軍協力者，讓他們可以入境美國，免於他們被越共秋後算帳。但當年用的主要是船隻，這次阿富汗的這些翻譯、工程師、人道工作者至少有超過七萬名，如果要靠空運，將會超過二次世界大戰以後突破柏林封鎖的大規模空運，美軍做得到嗎?已經有阿富汗翻譯單純只是被塔利班哨所發現身分就被斬首了，這七萬名美軍協助者怎麼辦?

根據周天瑋的投書，【整整50年前的7月份，美國總統尼克森的策士，國家安全事務顧問季辛吉秘訪北京，安排尼克森在第二年破冰造訪，並發表美中聯合公報，使出了美國冷戰時期劃時代的「聯中制蘇」三角戰略。當時熟讀歷史的季辛吉向尼克森說了一席話，凡是研究外交和戰略，不可不知。他向尼克森冷峻預言：「再20年，你的後繼人如果和你一樣有智慧，便會傾向於利用俄羅斯去對付中國，…，［美國］必須絲毫不帶情緒地去打這場均勢賽局。可眼前，我們需要拿中國去糾正俄羅斯、制約俄羅斯。」（見《華盛頓郵報》2016.12.14）】但是普丁也不是省油的燈，既然知道自己戰略地位又有改變，美方想要更加利用俄羅斯，經濟上一直積弱不振的俄羅斯會這麼簡單就被美國利用嗎?

根據科技新報的報導:【阿曼灣的緊張局勢升溫，要從上週的海運襲擊事件開始說起。
7 月 29 日，一艘賴比瑞亞籍、以色列公司管理的油輪「莫瑟街號」（MV Mercer Street），在沒有裝載原油或石油產品的情況下駛離阿曼灣，過不久卻遭到裝有爆炸物的無人機襲擊，造成一名英國人和一名羅馬尼亞人死亡，英國、美國和以色列均指責是伊朗操縱無人機襲擊油輪，伊朗則矢口否認。
除了 Asphalt Princess 遭到挾持之外，還有 4 艘郵輪的狀況不明確。根據 Refinitiv 船舶追蹤數據，3 日在阿聯酋和伊朗之間的海域，至少有 5 艘船舶將其自動追蹤系統（AIS）的狀態更新為「不受指揮」，這種狀況代表著因為特殊狀況，船舶無法進行操縱。
美聯社也報導，3 日至少有 4 艘船在阿聯酋海岸外廣播警告，說失去對轉向的控制。據悉，這 4 艘船分別為 Queen Ematha、the Golden Brilliant、Jag Poofa 和 Abyss。】但特別的是，伊朗外交部完全否認有這件事情，以色列卻不斷的提高對立，背後倒是甚麼原因?

另外，根據中央社的報導:【美韓聯合軍事演習預計在8月舉行，北韓領導人金正恩胞妹、勞動黨副部長金與正今天透過官媒表示，若美韓執意要舉行聯合軍演，可能讓南北韓關係再度蒙上陰影，「會密切留意南方的決定」。韓聯社報導，金與正今天透過官媒中央通信社（KCNA）發表談話，表示「最近幾天一直聽到南韓軍隊與美軍聯合軍事演習將按規劃舉行，這種令人心情很差的消息」，顯示北韓當局仍保持與先前相同立場，要求美韓停辦聯合軍演。】北韓不爽美國大家應該都習慣了，但問題是這對文在寅來說難道會影響他的兩韓一統美夢嗎?還是這美夢本來就不存在?

然後曾任CIA東亞和南亞海外工作站站長的退休人員David Sauer在THEHILLS上面投了一篇書。標題看起來還好，【The US cannot allow China to think it will abandon Taiwan】，美國不能讓中國以為它會放棄台灣。但內文卻提到台灣應該增加兵力，在城市、下水道和山區持續作戰，進行“焦土”政策，讓中國贏了台灣也得不到東西...翁P大為震怒，說這又不是你家，你才全家焦土戰術咧，這到底是安得甚麼心啊?順帶一提，美國眾議院提案政府單位不買含有台灣的中國地圖，參議院會過嗎？

https://thehill.com/opinion/national-security/565618-the-us-cannot-allow-china-to-think-it-will-abandon-taiwan

另外，這也是彭博社的消息，美國商務部公開表示..減少對台灣晶片的依賴，美國一直說支持台灣，但是台灣真的可以讓美國不能不支持的原因，在於半導體產業，可是現在美國卻默默的降低依賴...甚至他們五百二十億美金的半導體計畫可能只提供給總部在美國的企業，日後台灣護國神山還能夠有這麼大的話語權嗎?

https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-07-28/biden-to-decide-on-grants-to-foreign-chipmakers-raimondo-says

根據自由時報的報導:【根據日經新聞報導，由於美中貿易戰越演越烈，增添晶片的地緣政治風險，有日本專家建議，日美應共同設立先進半導體研究所，在日本進行晶片設計，並交由美國廠商製造，以擺脫當前過度依賴台灣供應晶片的情況。提出這個構想的包括前日本防衛省次官西正典（Masanori Nishi），以及美國在日智囊組織鮑爾亞洲集團（BGA）的成員；BGA是華府智庫戰略暨國際研究中心（CSIS）在東南亞設立的分支機構。】但不只日方這樣提案，美國的商務部長也沒有在客氣的，也是根據自由時報的報導:【美國商務部長雷蒙多（Gina Raimondo）28日表示，由於地緣政治的風險，美國希望減少對台灣晶片的依賴，將透過520億美元的半導體扶植計畫，補助歐盟等外國晶片生產商。】



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📍直播大綱：
00:00 開播
10:00 阿富汗直指美國不夠意思
29:00 聯俄抗中?拜登與俄羅斯轉趨強硬
41:00 國民黨黨魁戰 解析江朱
55:00 美方怎看國民黨/柯文哲?
01:06:00 中東局勢-伊朗.以色列
01:12:00 美韓8月聯合軍演 金與正:南北韓關係再度蒙上陰影
01:23:00 前任CIA亞洲事務官員投書 台灣應考慮焦土政策
01:27:00 美方將減少對台灣晶片的依賴

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美國政府通過了史上最大規模的戰略競爭法案，目標顯然就是中國，那麼未來中美對抗會有甚麼演變嗎?另外，所謂的可愛中國到底是怎麼一回事?是外交政策上的改變嗎?還是中國有全球宣傳彈性上的變化?北韓最近好像又有一些變化，到底是怎麼一回事?

今天來連線的是德州州立大學助理教授翁履中，剛好我們可以問一下在德州的快篩和篩檢的作法是怎麼樣，不然我們指揮中心又要告訴我們說因為沒人來申請快篩試劑進口所以他不能核准，可是台灣明明有接近二十家的廠商自己有生產快篩試劑，還有出口ㄟ，到底是怎麼樣啦!國民一直在死，結果指揮中心搞不清楚快篩狀況還在等人申請，是不是睡著了?

根據紐約時報的報導:【美國參議院以壓倒性多數通過產業政策法案。為了增強對華競爭，該法案將在未來五年將2500億美元投入科學研究和發展。共和黨和民主黨克服了他們在經濟政策上的傳統黨派分歧，68票贊成、32票反對的結果反映出，兩黨議員均迫切希望加強美國的技術和工業能力，以對抗北京。

華盛頓——在來自中國的緊迫競爭威脅面前，參議院正準備通過美國歷史上最全面的產業政策法案，打破了在政府支持私營企業問題上的黨派分歧，為增強美國的製造業和技術優勢，欣然接受近2500億美元的財政開支。】這輩子我還真沒看過共和黨和民主黨在一個議題上面這麼的團結，雖然有一部分的議員把這個提案當成說因為政府投入因而會增加民間就業的切入點，但實際上美國的各黨各派對於美國本身企業的技術領導力的確感到非常的憂心，量子運算、美國半導體業等等，所以其中有非常多跳躍性的補助，譬如說對於民間太空業者的補貼，甚至讓國防部高等計畫署DARPA的預算加倍等等，但這擺明就是衝著中國製造2025來的規劃，會有效嗎?

而這次三個國會議員來到亞太地區坐著C17到處跑來跑去，其戰略上的意義到底是甚麼?單純只是送疫苗嗎?(也沒送給台灣)還是有甚麼更進一步的合縱連橫的目的，這三個議員未來會有更多的發展和可能嗎?

根據BBC的報導:【朝鮮領導人金正恩承認，「幾乎所有部門」都未完成該國經濟發展五年戰略的目標。金正恩是在少見的勞動黨代表大會致開幕辭時發表這番講話的，這是朝鮮勞動黨歷史上的第八次代表大會。2020年1月，朝鮮在中國新冠疫情爆發後的短時間內便封鎖了邊境，以防止病毒入境。這個與外界隔絶的國家至今仍沒有報告確診病例。但這也使得它與鄰國和盟友中國的聯繫被切斷。】再加上北韓最近嚴格追究任何觀看韓劇或是KPOP的人罪責，不是死刑就是勞改幾十年，北韓這到底是出現了甚麼問題?

另外也是來自於紐約時報的報導:【當中國的最高領導人習近平上週初告訴共產黨高級官員，他們應該改善與世界其他國家的溝通時，一些分析人士和新聞報導認為，他承認近幾個月來日益強硬的外交方式並沒有受到熱烈歡迎。
「要注重把握好基調，既開放自信也謙遜謙和，努力塑造可信、可愛、可敬的中國形象，」根據官方新聞機構新華社報導，習近平在北京共產黨機構的一次集體學習中說。】我實在沒想到習主席會說出可愛兩個字，難道是因為戰郎外交要轉向了嗎?還是傳統的柔弱勝剛強的可能性會成為接下的主旋律呢?

另外，根據TVBS的報導:【法國總統馬克洪，忙著下鄉造勢，為明年的總統大選做準備。不過他週二到法國南部鄉間，與支持者見面時，卻被人突然上前賞了一記耳光。儘管馬克洪事後說，他不會因此停下傾聽民意的腳步，不過因為長期封城，他的支持率已經掉到剩下38％，連任之路岌岌可危。】這到底是怎麼一回事，據說法國當地民眾都覺得出了一口惡氣，可是法國不是快要解封了嗎?難道民眾就是氣他速度不夠快嗎?會不會之後連任失敗呢?

好啦，今天先隨便聊一聊到這邊~~~反正德州都快解封了【自暴自棄】


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為了強化國內半導體實力，行政院推出「國家重點領域產學合作及人才培育創新條例」草案，開放企業出資，與國發基金共同在國立大學設立學院，以獨立人事編制、財務設立研究所，但對於監督會的組成，立委跟學界都認為，應包含學生會代表，避免研究學院成為「校中校」的化外之地。此外，避免中資滲透，學院的資金來源，應規範不得來自中資企業。

詳細新聞內容請見【公視新聞網】 https://news.pts.org.tw/article/522978

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