日常生活中,我們常使用「行動電話」、「手機」、「大哥大」三個不同字眼,來指稱同一樣科技產品。然而我們也知道,雖然它們指涉的都是同一個玩意兒,但不同個別字眼對應的,卻是不同的使用情境。 例如:面對初次見面的商業客戶,為了讓對方對我留下「準確」、「客觀」的印象,我們會說:「保持聯絡,請隨時撥『行動電話』給我。」但假如你說話的對象是平輩的親密朋友,你會直接說:「call手機給我吧!」至於什麼時候使用「大哥大」呢?往往是「我尊你卑」的上對下關係行使時,而且似乎都帶著「命令」的口吻:「明天早上九點,打『大哥大』給我報告!」 「行動電話」是一個客觀的字眼,它有點像生物學裡的「學名」,僅指稱這個科技產品而不帶有情緒色彩;「手機」則有濃濃的「哥們」和「姐妹淘」的情感味,意指某種心照不宣的隨意和溝通默契;「大哥大」,讓人有當「大哥」或「大姐」的陶醉幻覺,之所以會有這種意像,或許和當年第一批使用者(炫耀式消費)所留下的社會集體記憶有關,因此這字眼的使用者也以年長者居多。 在日常生活裡,我們大略可感受到:非但自己會權宜地、因時因地因人之不同而來使用它們,不同職業或身分的使用者,也會偏好性地使用某一種字眼──在大學生社群裡,「手機」就比「行動電話」和「大哥大」來得普遍。 現代人之所以會發明各種字眼來指稱「Mobile Phone」這個科技小機器,實在是因為它介入我們生活的程度太深、太廣、太黏,以致我們只好在它身上創發出各種命名,來符合生活裡快速溝通的需要。 對「Mobile Phone」科技公司和所有靠它做生意的人而言,它的「愈深、愈廣、愈黏」新屬性,也就意味著我們不能再以過去15年它剛上市時所產生的經營規則,來看待新世紀的「Mobile Phone」產業;甚而,我們該注意的,也許不單是這產業領域內各類科技技術能力演變(諸如3G、記憶體容量或pixel像素),而是人們如何使用「Mobile Phone」的新興心理學和社會學原因,譬如說:當人們「『看』Mobile Phone」的時間,已經開始和「『聽』Mobile Phone」的時間不相上下,甚或「看」大於「聽」的年代來臨,這小玩意兒的設計原則就將大不同。 或者,當「Mobile Phone」變得與人如此貼身、如此的藕斷絲連而近乎讓人無法獨立生活,我們如何讓這小玩意兒變成一個更親暱的機器,讓它成為寂寞社會裡的華麗寵物? 又者,當「Mobile Phone」的產品生命周期變得和時尚產業一樣快(或者更快),那麼不管是生產者或設計者,要如何找到新工作方法,來對應這個市場需求?台灣「Mobile Phone」的參考座標,可能不再是韓國三星,而是西班牙的時裝連鎖店Zara。 你用、你撥、你講、你聽、你看、你換、你期待……,「Mobile Phone」隨著人們不斷創新的使用需求,創造遠超過2G年代想像的龐大市場,它和個人電腦不同,似乎從來沒有「效能竭盡需求」的成長高原,也沒有跟著CPU晶片演化規律可「按圖索驥」的規律安全感,所有做「Mobile Phone」的人,是全世界最強的、也同時是最脆弱的科技公司。 不管你用的是「行動電話」、「手機」還是「大哥大」,請仔細端詳懷裡的這玩意兒,它可滿滿承載著人和未來的知識呢!
在電動車的感測系統、物聯網中的無電池標籤,以及AI伺服器的高速記憶體修復技術中,都有一個極其微小、幾乎難以用肉眼辨識的元件,默默地發揮關鍵作用。它負責確保系統功能的正確運作,並保護資料的安全性。這個不起眼卻不可或缺的元件,就是「單次可燒錄記憶體」(OTP)。
想像一下,當你坐在自動駕駛的電動車裡,這台移動的智慧裝置正以每小時100公里的速度行駛。它的感測系統、電池管理與安全控制,全仰賴晶片裡的數十億個電晶體協同運作。然而在這些肉眼不可見的微觀世界中,有一個被稱為「功能保險絲」的關鍵元件,如果它的數據在出廠後因高溫或電壓變化而悄悄「跑掉」,將可能在高速行駛下可能造成無法挽回的危險 。
當晶片製程往先進節點發展,傳統OTP技術隨製程微縮而暴露出可靠度與壽命的瓶頸。過去在成熟製程表現穩定的方案,進入7奈米或更先進的製程後,讀取壽命竟從理論上的「無限次」驟降至僅能維持數秒,突顯現有技術難以因應先進製程需求,對需要長期穩定運作的車用與工業應用而言是不可承受的風險。作為矽智財供應商的上峰科技,正是專注於這項關鍵技術的代表之一,其專利OTP技術已被應用於車用電子、物聯網裝置、AI與高可靠性工業設備等多個領域,為全球客戶提供穩定且可持續的解決方案 。「我們的目標是讓OTP在先進製程中一樣可靠,甚至比以前更好。」上峰科技創辦人暨董事長莊建祥開門見山地說。
以電遷移取代爆炸,上峰科技重寫OTP的可靠性
不同於傳統電子熔絲(eFuse)依靠高電流「爆炸式」燒斷導體,或反熔絲(Anti-fuse)以高電壓擊穿氧化層,上峰科技的I-fuse®解決方案採用低於熔斷點的熱輔助電遷移機制。簡單來說,就是用較低的電流與電壓,讓金屬原子在導線內緩慢遷移並改變阻值,而不是粗暴地炸斷它。
莊建祥解釋到,不同於eFuse的「爆炸式」斷裂,I-fuse®的方式更像是一種「緩慢推動」金屬原子的遷移,過程溫和卻能精準改變阻值。因為沒有爆炸,自然就沒有金屬碎屑或自我接回的風險,編程狀態因此能長期保持穩定;而在過程中所需的電壓與電流也遠低於傳統技術,無需高壓電路與內建電荷泵,讓系統設計更簡潔、功耗更低。
他進一步談到,I-fuse®還能在讀取過程中模擬燒錄狀態,所謂的"假燒”,產生類似靜態隨機存取記憶體(Static Random-Access Memory, SRAM)的重複讀寫測試模式,對整個OTP區塊進行全面檢測,確保每一顆出廠的OTP在進入車用或其他高安全性應用之前,都已經通過完整的可靠度驗證,以達成"零缺陷”。過去十多年,I-fuse®已在多種製程節點完成驗證,包括成熟製程與高介電常數金屬閘極(High-k Metal Gate, HKMG)節點。2023年,上峰科技也曾宣布I-fuse®成功在12奈米鰭式場效電晶體(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)製程完成矽驗證,不僅延續低成本與設計彈性的優勢,也證明即使在先進製程下,仍能以極小面積支援業界優異的低操作電壓,且無需額外光罩與電荷泵。
不過隨著製程微縮,金屬線寬與高度同步縮小,對爆炸式燒斷的OTP而言是嚴峻挑戰,卻讓 I-fuse®的電遷移機制更得心應手,莊建祥表示當線條越細,越容易在低電壓下完成燒錄,因此上峰科技有足夠的信心能直接從12奈米跨入7奈米,並規劃向3奈米、甚至環繞式閘極(Gate-all-around, GAA)與FinFET架構前進。
計畫助攻跨入7奈米,I-fuse®應用版圖持續擴張
而這次的跨越,正是因為有經濟部產業發展署推動的「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)協助。莊建祥坦言,對規模不大的IP業者而言,先進製程開發風險高、投入成本大,如果沒有外部資源挹注,很難同時負擔研發與驗證。「晶創IC補助計畫」不僅減輕了資金壓力,更讓上峰科技能集中火力解決7奈米製程的關鍵挑戰,包括更嚴格的設計規範與更密集的繞線限制。
「只要製程允許,我們的技術就能做。」莊建祥強調,I-fuse®採用晶圓廠提供的標準邏輯製程材料,不需改變製程或額外光罩,因此對製程轉換的適應速度遠優於其他OTP技術。「別人可能要花三、四年才能適應新的製程架構,我們幾乎可以無縫切換。」
OTP雖小但其用途極廣。在車用感測器中,它是確保不同零件出廠後能進行精準校正的關鍵;在 AI 伺服器與高速運算晶片裡,它能修補記憶體陣列中損壞的位元,延長晶片壽命;在物聯網無電池的裝置中,I-fuse®以極低讀取電壓(0.4V / 1µW)就能運作,適合能量收集環境。莊建祥更明確指出,I-fuse®未來將持續鎖定Wi-Fi裝置、微控制器單元(Microcontroller Unit, MCU)等對低功耗與高可靠性有高度需求的市場,與現有的車用與工業應用形成互補布局。
在全球晶片供應鏈中,OTP 是與輸入/輸出函式庫(I/O Library)、標準單元庫、靜態隨機存取記憶體編譯器(SRAM Compiler) 並列的「四大基礎 IP」之一,幾乎每顆晶片都需要。掌握這項技術,不僅是產品設計的靈活度,更關乎先進製程的導入速度與成本控制。上峰科技的策略是在穩固現有國際客戶基礎上,藉由「晶創IC補助計畫」加速進入7奈米,並持續向更先進節點前進。透過低功耗、高可靠性的 I-fuse®,讓臺灣有機會在先進製程OTP技術上,取得與國際一線供應商並肩甚至領先的地位。
「我們希望成為各種應用場景中,最可靠、最靈活的OTP解決方案。」 莊建祥說。從成熟製程到 7 奈米,從車用到AI與IoT,這顆小小的OTP正承載著臺灣在先進製程中的另一項關鍵優勢。
|企業小檔案|
- 企業名稱:上峰科技
- 創辦人:莊建祥
- 核心技術:專注於OTP矽智財的研發
- 資本額:新台幣2億元
- 員工數:46人
|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵業者往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的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。
