全球仿生科技大師珍妮.班亞斯:向自然學習,商機無限大
全球仿生科技大師珍妮.班亞斯:向自然學習,商機無限大
2014.06.30 | 科技

美國CNN新聞曾讚為全球不可不知的十位大師,仿生科技專家、全球仿生學先驅大師珍妮.班亞斯(Janine Benyus)就是其中一位,將自然法則導入科技運用,從觀察大自然、探索萬物法則及其生存策略,之中確實有許多關鍵技術和原理值得人類和產業界學習,並開拓相關商機。

珍妮.班亞斯指出,雖然人類創造經濟奇蹟,但同時也讓有限的地球資源陷入枯竭與全球暖化危機。在反思的浪潮中,「科技汙染」與「原始自然」常是人類面對的兩難。因而融合生物演化38億年智慧的「仿生科技」,逐漸為人類帶來一絲曙光。「好好觀察自然界很重要,」班亞斯說。

大自然就是一種創新

另外,像是蜘蛛人飛簷走壁不再只是科幻電影,生物仿生(Biomimicry)科技有望讓科幻技術在日常生活大躍進,仿生科技過去15年已創造數10億美元產值。

仿生科技真的可以落實生活,舉例來說,美國猶他州立大學(Utah State University)的15名工程學院學生從壁虎攀爬牆壁的靈感發想,發明1款吸盤爬牆機(Ascending Aggies) ,透過強大的吸力讓人類可以吸附於牆壁上,這項發明也讓這群學生獲得美國軍方5萬美元資助。

她認為,大部分科技的發展,歸功於自然所啟發的創新貢獻,工程師或科學家們必須在自然界中找到防水、航空力學、太陽能驅動等更多的設計靈感。」

比方說,日本減少子彈列車行駛時的噪音就是從鳥兒和魚得到靈感,就連日本Nissan的電動車也是參考蜜峰飛行的行徑和路線,以及一大群魚在水裡游卻不會亂了隊伍,並以此開發出車用雷達偵測和環繞車身的照相鏡頭。

另外,行動裝置為何感測聲音能如此迅速,就像人類的耳朵一樣智慧靈敏也是從大自然界的昆蟲中得到靈感;Volvo在車子裡的軟體系統也是從仿生學演化而來。

動物如何創造出它身上的色彩,例如孔雀、金龜子和各種顏色的蝴蝶,高通產品的mirasol的螢幕顯示像素,就是在台灣製造的,而且電力功耗可以比以前還低很多,這個技術對行動裝置非常重要,也是從蝴蝶翅膀的靈感而來。

鯊魚特殊的皮膚構造可以降低水阻,運輸船的船身表面就是採用類似原理,可節省航運能源;而蓮葉葉面的自淨功能,一般大樓外牆建築的設計也可參考發展類似的lotus coating蓮葉塗料,遇到雨天表面就不會那麼髒。

風力發電的風場效應,則是從海底魚類的移動觀察,發現其成群游行時,當中會造成很大的旋風,進而發現十倍速的風力,應用在垂直風場效應上;而從螢火蟲發光的原理中,則可發現原來LED 55%的光效率轉移可由此而來。

仿生科技將成為重要經濟價值

台灣經濟研究院生物科技產業研究中心主任孫智麗博士表示,2030年全球仿生學將高達1.6兆GDP產值其中5000億可節省能源損耗,「仿生產業在台灣的潛力仍待挖掘,可以借重商業與財務經營整合學界研發的力量來推動,使仿生學得以在經濟環境中從一個未成熟產業的角色,進而改變市場的遊戲規則,還能兼顧環境永續與經濟成長,建構屬於台灣的仿生經濟藍圖。」

孫智麗指出,根據國際研究顯示,仿生科技將成為潛在重要經濟體,歐美、中國大陸等國均積極發展,橫跨各產業領域並逐漸帶來影響,如農業、工程、建築、廢棄物管理及資訊科技等,尤其以製造業最為顯著。以仿生學為基礎的設計製造過程,將比傳統生產方式能省下更多原料,提供企業更好的解決方案。

清華大學陳柏宇教授則從材料科學的角度,介紹自然界中兼具強度、韌性且超輕量之複合材料。陳柏宇教授指出:「自然界的生物材料是具有複雜的奈微米結構及優 異的機械性質,歷經數百萬年演化,生物材料具有許多人工材料所沒有的特點,如多階層結構、多功能性、於常溫常壓下自體組成、自我修復與適應環境的能力。」

成功大學李旺龍教授以工程融會生物智慧的角度提到,「人類該謙虛的向生物學習,當研究人員竊喜從生物發現了很多研究的課題,也該自省所成就的許多論文發表及創新發明,是否對生物界永續發展有所貢獻。讓大家看得懂、看得到仿生科技及願意採取行動朝永續發展的方向進行是仿生與科學傳播可以發光發熱的目標。」

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補齊未來電子業版的關鍵拼圖!矽眾科技以高階溫度補償驅動晶片IP,助攻高階AI與車用市場
補齊未來電子業版的關鍵拼圖!矽眾科技以高階溫度補償驅動晶片IP,助攻高階AI與車用市場

你是否曾好奇,為何今日的手機能在艷陽下持續運作,而電動車也能從零下的極地順利駛出,精準感測周遭環境?

看似尋常的應用場景背後,其實隱藏著一顆默默進行的「溫度偏移校正」關鍵晶片。這類負責環境感知、並能進行溫度補償的「驅動晶片」,是電子元件穩定運作不可或缺的一環 。然而,這塊高階驅動IC的研發,長期以來卻是臺灣在全球半導體供應鏈中相對薄弱的環節,使得臺灣眾多在零組件領域傲視全球的廠商,在高階應用市場中受制於人。

矽眾科技鎖定高階溫度補償驅動晶片IP,要替臺灣補足產業鏈缺口

「我們臺灣在零組件領域,其實有很多世界第一,例如在全球市佔率領先的振盪器,但始終難以打進高階產品線,就是因為缺少能驅動這些零組件的高階晶片。」矽眾科技創辦人陳世綸開宗明義地指出產業痛點。他解釋,許多臺灣零組件廠商雖擁有卓越的製造能力,但在高階驅動晶片上卻高度仰賴美日大廠,而國際大廠往往不願開放最先進技術,臺灣廠商因此缺乏在價值鏈高附加價值鏈段的話語權,只能在低利潤的紅海市場中競爭。如何打破技術封鎖、強化自主關鍵技術,成為臺灣電子產業邁向國際高端市場的關鍵課題。

而矽眾科技的成立,正是為了補上這道斷鏈而生。作為少數專注零組件驅動晶片矽智財(Silicon Intellectual Property , IP)開發的企業,當AI運算與電動車市場爆發性成長,矽眾科技以可重複授權、穩定可靠的矽智財解決方案,成為產業鏈中不可或缺的關鍵推手。陳世綸說當高階電子產品對穩定性的要求日益嚴苛,就更考驗元件必須能在高溫、低溫甚至劇烈溫度變化下維持效能。這正是「溫度補償」(Temperature Compensation)技術的關鍵價值所在。

「矽眾科技的IP 就像貼心的助理,提醒元件「冷了多穿衣服、熱了脫下外套」,透過溫度補償即時調整參數,即使處於零下 40 度的嚴寒或高達 140 度的酷熱環境,訊號依然能保持精準一致。」陳世綸生動地形容 。

透過開發板進行晶片溫度感測與數位校準測試,確保 MEMS 感測器在不同溫度下依然能維持精準運作。
透過開發板進行晶片溫度感測與數位校準測試,確保 MEMS 感測器在不同溫度下依然能維持精準運作。
圖/ 數位時代

他進一步解釋,晶片內整合了類比的溫度感測器來偵測環境溫度,並將數據傳送給數位電路進行判斷與分析,數位電路再發出指令,精準校準MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 感測器的參數,確保其在不同溫度下都能提供正確值,避免因溫度變化導致的誤差和功能喪失,例如手機熱當或汽車失靈 。這種「類比感知+數位判斷校準」的整合能力,正是矽眾科技在高階驅動晶片領域所構築的技術壁壘。

陳世綸表示,矽眾科技之所以選擇IP這條賽道,正是看準了其在產業中的獨特價值。作為IP公司,其設計模組能適用於從0.18微米的成熟製程到小於10奈米的先進製程,客戶可根據自身產品需求快速整合,大幅縮短開發週期。這種靈活性,不僅讓矽眾能服務更廣泛的客戶群,也賦予了臺灣零組件廠商快速切入高階市場的機會。

晶創IC補助計畫奧援,矽眾科技以IP挺進高階市場布局全球

然而,IP的研發是條燒錢的漫漫長路。陳世綸坦言,由於IP的價值在於其穩定性與可重複使用性,但要達到這個門檻需反覆測試與驗證 。他透露,矽眾科技的IP中,每個驅動電路區塊都必須經過數次的設計定案(tape-out)與實體測試,而每次的成本都高達數萬至數十萬美金不等。「沒有政府的計畫支持我們根本做不到,」陳世綸感念地表示,而他口中的計畫正是由經濟部產業發展署所推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫),讓團隊得以持續突破與精進,追求每個電路區塊的極致穩定性與精準度。

晶創IC補助計畫的資金補助,不僅加速矽眾科技的測試進程,也成功讓這個具備溫補能力的高階驅動晶片IP跨入車用與AI市場 。陳世綸說明,此IP主要針對高階MEMS零組件,特別是應用於5G手機、低軌道衛星、AI伺服器中需要高頻率、高準確度且耐溫的振盪器 。同時,它也符合嚴苛的車用認證,確保車載系統在極端溫度下的穩定性 。此外,此IP亦可支援手機中的胎壓偵測、高度偵測等MEMS感測器,因未來的電子產品將大量使用這類元件,且需具備溫度補償能力以維持精準度 。

如今,矽眾科技已與美加、日本、歐洲及臺灣等國內外大廠展開合作。陳世綸欣喜地表示,許多客戶原本因買不到關鍵驅動晶片而受限於低階市場,現在矽眾科技的IP補上了這一塊,他們也終於能進軍高毛利產品線。目前,已有合作夥伴將矽眾的高階驅動晶片IP導入車用認證流程,未來甚至可望進一步進入低軌道衛星與醫療穿戴市場。

矽眾科技站穩利基市場,與全球MEMS企業共舞

有了晶創IC補助計畫的挹注,矽眾科技更能以關鍵 IP 、溫度補償技術,帶領團隊協助臺灣半導體產業鏈從
有了晶創IC補助計畫的挹注,矽眾科技更能以關鍵 IP 、溫度補償技術,帶領團隊協助臺灣半導體產業鏈從「代工製造」轉向「設計賦能」。
圖/ 數位時代

比起一家公司從頭到尾包辦整顆IC的傳統模式,IP公司更像是站在舞臺後方的設計者,協助每一位客戶量身打造表演服、背景道具與燈光效果,讓他們能快速踏上國際舞臺。「我們不做整套產品,但我們讓臺灣的零組件有機會躋身高階應用,不再只是代工。」陳世綸堅定地說,矽眾科技的策略,是站在面對未來5到10年需求的位置上,看見即將來臨的市場缺口,然後在它出現前就先把技術準備好 。

「我們希望矽眾科技未來是跟著全球 MEMS 企業一起共舞,」陳世綸生動的描繪出公司的願景,矽眾科技透過獨特的IP商業模式、關鍵的溫度補償技術以及晶創IC補助計畫的強力奧援,不僅成功在利基市場中站穩腳步,更為臺灣半導體產業開闢了一條高值化的新路徑。這項成果不僅是矽眾科技自身的里程碑,也證明臺灣的IC設計實力,已在全球高階半導體供應鏈中找到了新的戰略位置,從過去的「代工製造」轉向「設計賦能」,引領臺灣零組件產業邁向更高層次的全球市場競爭力。

|企業小檔案|
- 企業名稱:矽眾科技
- 創辦人:陳世綸
- 核心技術:5G通信、人工智慧、物聯網、車用電子矽智財(IP)設計服務
- 資本額:新臺幣1仟700萬元
- 員工數:6人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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