IBM開發出第一個5奈米製程晶片，效能提升40%、電力消耗節省75%|數位時代 BusinessNext

IBM開發出第一個5奈米製程晶片，效能提升40%、電力消耗節省75%

兩年前才開發出全球首個7奈米晶片的IBM，與晶片商GlobalFoundries和三星合作研發出5奈米晶片，且性效能表現超越現有技術。該技術一旦成熟，將有助於人工智慧、物聯網和雲端計算等領域發展。

電晶體新技術讓晶片擁有更多「運算大腦」

一直以來驅動半導體技術進步的摩爾定律，隨著近來晶片技術進步趨緩的情形，似乎快達到極限。在現有通用的10奈米製程晶片，按照摩爾定律，下一代應縮小至7奈米。而IBM這次不僅打破僵局，新研發的5奈米製程晶片甚至已經超越摩爾定律的標準。

而IBM之所以能同時縮小晶片尺寸、卻又不影響效能的原因，在於其採用了新技術「環繞式閘極場效電晶體（GAAFET）」。

閘極（gate）是電晶體中控制電流開關的部位，該設計也是影響電晶體尺寸的關鍵之一。一直以來，電晶體都是設計成扁平狀，而閘極位於電流通道上方。為了縮小電晶體尺寸，後來晶片商將通道設計成魚鰭狀、垂直於基板（substrate），並將閘極覆蓋於通道上方，被稱作「鰭式場效電晶體（FinFET）」。

而IBM希望透過進一步縮小通道和閘極的距離，再縮小電晶體尺寸。其透過奈米薄層將閘極包圍在通道周圍，閘極數量因此從過去的三個增加為四個，閘道通道量也較過去更大。

由於手機和電腦計算速度取決於晶片中的電晶體數量和通過的電流量，在電晶體排列更緊密、電流通過量變更大的情況下，採GAAFET的晶片性能更高、尺寸也能縮小。

正是如此，GAAFET被視為取代FinFET的下一代晶片設計。FinFET目前普遍被用於22奈米以下的晶片設計，最小約可製作出7奈米的晶片，若尺寸縮至5奈米，受限於晶片製程技術，電晶體排列過於緊密、無法讓足夠的電流通過，會導致性能下降。而採GAAFET的晶片尺寸極限為3奈米。

性能提升40%、電力消耗省75%

儘管兩年前IBM就研發出7奈米製程技術，但目前已經邁入商用階段的仍僅止於10奈米。例如，高通最新手機處理器「驍龍835」，就是第一個採用三星10奈米製程的晶片，該晶片也用於三星最新智慧型手機Galaxy S8。

在性效能表現上，採新技術的5奈米製程晶片，相較10奈米製程晶片，性能可提升40%，或是可省下75%的電力消耗卻能達到相同效能，即電量消耗為過去的1/4倍。

該技術也讓晶片的電晶體密度突破以往。IBM表示，新技術讓僅約指甲大小的晶片（50平方毫米）可容納300億個電晶體，以過去7奈米的製程技術來說，同樣大小僅能容納200億個電晶體。

儘管新技術令人期待，但IBM表示，5奈米製程目前仍在開發階段，距離商用還有一段時間。

在少子化與高齡化的雙重夾擊下，台灣勞力結構正面臨前所未有的嚴峻挑戰，預估從2020至2030年間，15至64歲的勞動人口將減少約10.3％。「缺工」不再是短期波動，而是長期影響各行各業的結構性危機，尤以高度依賴人力的清潔產業為甚。

然而在後疫情時代，社會對場域的衛生標準只增不減，加上大型商場、交通樞紐、物流中心與高科技廠房的建設面積每年持續擴增，清潔人員招募困難且年齡漸趨中高齡，有限人力難以扛起龐大的日常清潔工作。

面對亟待填補的市場空缺，全球清潔設備領導品牌德國凱馳，憑藉深厚的專業底蘊與嚴謹的研發標準，首次在台推出「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」，為台灣大型商用場域提供劃時代的智慧清潔解方。

凱馳總經理李恒毅強調，「KIRA BR 50並非要取代清潔人員，而是建立更省時省力的『人機協作』模式。」在傳統模式下，清潔人員必須拖著重達數十公斤的水桶與設備，在大面積區域來回奔波，耗時費力。有了KIRA BR 50後，機器人能精準且獨立承接大面積地板的頻繁清掃與洗刷，讓清潔人員將珍貴時間與專注力轉移至桌面、扶手及高接觸頻率的精細區域清潔，大幅減輕第一線負擔。

集結百年洗地技術與智慧科技，四大特點樹立清潔標竿

事實上，市場不乏新創科技公司推出清潔機器人，但凱馳業務總監李敍均指出，大多新創公司擅長科技部分，但對於「如何把地洗乾淨」的清潔本質缺乏經驗。德國凱馳成立近百年來，早已是這方面的專家，歷經總部反覆打磨，KIRA BR 50結合凱馳的專業工藝與前沿科技，以四大特點樹立智慧清潔標竿。

首先是「高效清潔」，相較一般清潔機器人使用盤刷，容易讓污垢在地面旋轉滯留，KIRA BR 50採用獨家滾刷技術，一次完成預掃、收集垃圾、洗地與擦乾，搭配側刷貼近牆角，完成零死角邊緣清潔。每分鐘超過1300轉的高轉速刷頭，加上業界最高刷壓，大幅提升清潔效果，最高每小時可自主清潔高達2365平方公尺，相當於5.6座籃球場，一小時即可完成約兩次台北車站大廳的清潔作業，非常適合面積廣大的車站、機場、物流中心等大型場域使用。

第二是「極致安全」，隨著智慧設備進入高科技產業與政府機關等敏感場域，企業對設備安全與隱私防護的要求也日益提高，KIRA BR 50配備「3D點陣式影像偵測技術」，當機器人在環境感知與避障時僅呈現去識別化的點陣雲，不記錄或上傳實體影像，從源頭杜絕案場影像與隱私資訊被記錄或外洩的疑慮。此外資料傳輸裝置均支援AES-256位元高規格加密，並通過IEC與Syss等多項國際認證的自主導航、電氣安全與防駭客入侵設計，領先競品，建立清潔機器人極致安全的新標準。

第三是「解放人力」，大面積且重複的洗地工作交給機器人後，第一線員工便能投入更多需要專業服務的細緻清潔工作；同時搭配四合一自動工作基站，能自動高速充電、補充清水、排放汙水、清洗水箱，讓清潔人員更加省事。

第四是「友善操作」，考量許多清潔人員為中高齡族群，機身特別以簡單顏色和圖形化介面標示清潔人員可獨立操作的簡易按鈕，直覺易懂。針對開放式大面積，僅需人工操作一次，機器人便可在短時間內自主完成地圖掃描與路徑規劃，並具備智慧記憶功能，能自動回補因臨時障礙物而漏洗的區域，無須專業工程師提前設定地圖與電子圍籬，大幅降低使用門檻。

第一線清潔龍頭實測驗證，人機協作打造清潔新紀元

這套智慧清潔方案在正式推向市場前，也已在台灣機場等第一線大型場域實地驗證，與凱馳合作長達10多年的台灣清潔產業龍頭——信實集團，正是這場科技變革的最佳見證者。

信實集團承攬機場、車站等眾多大型公共標案，對設備品質與安全極為挑剔，信實集團副總經理趙雪吟坦言，「服務業缺工已經是全面性挑戰，第一線清潔產業長期面臨人力招募困境，引進自動化設備是不可逆趨勢。」

早在一、兩年前他親赴德國凱馳，看到KIRA BR 50後，便非常期待正式在台上市的一天。此次信實率先參與驗證，對KIRA BR 50展現出的穩定度與清潔效率印象深刻，不僅能高效自主洗地，完成後還會返回工作站維護充電，讓有限人力集中於精細工作上。

趙雪吟也特別強調，公家機關與大型企業標案對設備的製造品質、電氣安全與資安防護有嚴格標準，凱馳耗費數年進行嚴謹測試與多項國際認證，正是信實能放心將機器人引入重要案場的關鍵，期望未來導入至更多大型公共場域。

隨著KIRA BR 50正式登台，凱馳不僅為缺工時代提供最佳解方，也展現作為全球清潔設備領導品牌的前瞻視野，敏銳洞察清潔產業缺工、高齡化的必然趨勢，從第一線人員與企業實際需求出發，提前佈局研發對應智慧產品。未來凱馳將持續以領航者之姿，引進多元的專業清潔機型，讓「人機協作」不再只是前瞻概念，而是兼顧品質、安全與人本價值的最佳幫手，全力助攻台灣清潔產業邁向更高效、智慧、也更有溫度的全新紀元。