電腦與網路成為通用技術後,生活變方便了,但我們的工作呢?
電腦與網路成為通用技術後,生活變方便了,但我們的工作呢?

本文摘自:《二十一世紀工作論》,商業周刊出版

電腦不只是另一項有價值的發明,足以和洗衣機或影印機相提並論。數位電腦代表的是更基本的東西:強大到讓我們能在所有的生活層面透過不同的方式把事情做得更好。將數位電腦拿來與蒸氣及電力相比毫不遜色。

工程師嘗試改善計算機器可能已有數千年的歷史,但機械運算的進步是在十九世紀才真正加快速度,直到二次大戰才改變了電腦運用的世界。政府投入大量資源發展新的機器來破解密碼或模擬核爆,過程中為戰後的電腦產業立下根基。戰後數年間,工程師在發展重要的新零件上有了重大斬獲,使其愈來愈強大但體積愈來愈小。更小更便宜更強大的零件促成龐大的新個人電子產業,生產立體音響、電視、計算機、電玩系統—然後是個人電腦和手機。

電腦運用的進步很大部分是「摩爾定律」(Moore’s Law)的展現。一九六五年,英特爾共同創辦人摩爾(Gordon Moore)認為,他的產業可以讓積體電路裡的電晶體數目大約每兩年增加一倍,且這種速度可能會持續下去。

過去半世紀的大部分時間都維持此速度驚人的進步,電腦原本是房屋那麼大的機器且成本高昂,卻因此變成隨時可以運作的小巧裝置,小到現在全球約30%人口的口袋裡都有。歷史的這個片段發生在喬治梅森大學經濟學家柯文所稱的「大停滯時期」(GreatStagnation)。

但運算力經過半世紀的驚人進步,不知為何卻沒有讓人類回到十九世紀社經巨變的時代。

有些人似乎認定這就是電腦時代的極限了。2000年代,摩爾開始向聽眾提出一個思想實驗:他想知道,他們是否願意接受這個世界具備直到2000年為止的所有技術,或到目前為止的所有技術但沒有室內水管裝置?他的小試驗有效地傳達他的看法,二次工業革命帶來巨大的轉變,那是網路時代的進展難以企及的。Google的確很了不起,但帶來的改變不及自來熱水。

但我最喜歡這個思想實驗的地方,恰恰是因為它也在無意間提供了反證。當摩爾開始提出這個問題時,答案明顯是選擇要有室內水管裝置,明顯到讓這問題像是一則笑話——那也是摩爾的目的。但隨著一年一年過去,答案變得不是那麼明顯了。對發展中國家的很多人而言,智慧手機顯然比室內水管裝置更重要:後者雖然不錯,但前者讓他們能與全球經濟建立極寶貴的經濟與社會連結。

過去半世紀裡,數位革命的改變力量穩定明確地成長,電腦成為通用技術的可能性這時已開始實現。

數位失望年代

那麼到底為什麼花這麼長的時間?從人們廣泛運用電腦到發生革命性的社經改變,期間有明顯的延遲,這要怪兩個原因。第一,偉大的新發明無法改變社會,除非社會能學習有效地運用該發明。即使所有的人(或幾乎所有的人)都可明顯看出新技術的光明前景,社會也可能要花數十年進行自我重塑,才能收割技術的果實。

工業化的同時也發生了社會的全面性改變—包括大規模都市化;教育程度明顯提高;國家的規模、角色以及人們選擇政府的方式有了很大的改變。這些不只是技術改變的連帶影響,而是社會以這些方式演進,以便發揮新技術的生產潛力。重新塑造社會不是快速的過程,因此,需要很長的時間才能充分利用新技術帶來的機會。

可以想見,電腦也面臨自己的調整期。處理器的驚人成長速度和記憶體的價格崩跌本身並不會提高生產力。要提高生產力,電腦製造商必須想出如何以最吸引人的方式將電腦零件組成某些裝置,讓公司與家庭會想要購買。接著企業要弄清楚軟硬體如何組合,才能更省錢或提高產出。

當公司認為已解決這些問題,接著必須採購設備,雇用會使用設備的人,重新安排他們的作業方式,以便充分利用新的機器。當學生想要弄清楚大學該讀什麼科系時,必須了解具備特定電腦互補技能的人才是企業比較有興趣的,從而調整教育計畫。

除了舊企業嘗試運用新技術讓現有的做法更有效率,同時也會有全新的企業冒出來,希望能利用新的技術,以激進的新方法解決舊問題。當有些老式零售商採用可追蹤存貨和消費者購買紀錄的條碼和軟體,貝佐斯(Jeff Bezos)卻創立了亞馬遜。當這兩種公司實驗新的做法時,便會因應零售商的需求而形成或逐漸發展出互補的事業:好比專注在倉儲和貨運的後勤業務,或是能敏銳把握網路市場的產品銷售商。

新技術的實驗以及公司、勞工與消費者的適應過程會呈現這些重複的循環:出現某種創新之後,必須經過一段時間,才能看出生產力的提升或生活方式有明顯的改變。資訊科技的適應研究顯示,投資新技術後,一般要五到十五年才會看到因投資而出現生產力的明顯提升。

網路熱的倖存者,如亞馬遜和Google,直到進入2000年代相當長的時間,才對社會產生最重要的影響。距離蘋果發布第一款iPhone以及推出「App商店」將近十年後,觀察現在商業界很多重要的技術,會發現主角都是以App為基礎的公司。任何時候,改變世界的新事業和熱門的消費趨勢都是建立在舊技術上。如果說人類低估了數位革命的改變潛力,一部分是因為一項新發展往往要等到相當長的時間之後才會顯現出影響。

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圖/ shutterstock

但這種時間的落差並不是數位時代經過這麼久才讓我們刮目相看的唯一理由。事實上,有些對技術發展熱烈表達樂觀的人認為,資訊科技在過去半個世紀的多數時候其實沒有那麼了不起,但我們也絕不該因此認為,未來的進步會同樣讓人失望。相反的,當一種技術從非常平凡的起始點飛速進步,長期的溫和進步正是可以預期的。

潛力的弔詭

這時候我們需要一點正確的觀點。我們一定要記住,重要的技術革命通常在造成擾亂的同時也會帶來很大的益處。生產力的提高意味著公司有本錢付出更高的薪水。同樣重要的是,技術的大步邁進能延長、改善、豐富我們的生活。生產線的技術大幅降低汽車和電視之類產品的成本,過程中將之轉化為基本的消費產品,而不是富豪的玩物。電氣化推翻了各種工業流程,同時也帶給我們電燈、電話和搖滾樂。

數位革命也會遵循這個模式,沒有例外。網路導致出版商苦哈哈,恰恰因為這對新聞消費者是好消息,他們現在可以以極低的價格接收到大量的資訊。因為資訊科技而形成的全球供應鏈讓某些勞工很辛苦,但對整體購物者是很好的事,他們因此能買到較便宜的電器、衣服、玩具等。

高品質的網路課程會導致講師大量被裁員,但也會讓全世界的人—包括各種收入與各行各業的人——輕易以平價方便的方式接受優質的教育。便宜的穿戴式電腦與電腦監測診斷可能讓很多醫生護士陷入大麻煩,但應該有助於改善健康,同時降低醫療衛生的成本。無人駕駛車會取代專業司機,但應該會因減少事故而拯救幾十萬條人命。

數位革命是難以抗拒的力量,因為它提供人類太多好東西。數位革命迫使社會面對取捨:低價享受新的改良產品、服務和經驗,換來社會和經濟的擾亂。勞動市場的問題愈來愈多,因為人類果斷地決定選擇數位時代的果實。

隨著技術的日益進步,我們會發現自己被誘入更基本的改變。例如有些人不買汽車或不上高價大學而改上網路課程,這些將不再是人們因欠缺資源而被迫做出的犧牲,而會成為更容易更自由的決定。我們投入未知的將來,因為將我們帶到未來的技術讓我們可以對更美好的事物抱持希望。因此,希望技術消失是沒有用的。很多人會想要利用新技術改善生活,剝奪這個能力往往不但徒勞,甚至是不道德的。

但我們不只是消費者。我們的消費能力建立在生產能力上。選項變多而價格下跌的情況,或許終究會擴及房屋和醫療衛生、食物和能源,但科技還未能實現「只要開口要就能得到所有必需品」的烏托邦。我們仍然需要一定的購買力才能有棲身之所與餵飽肚子,也仍然仰賴工作才能讓多數人擁有生活所需的多數購買力。

我們一方面擁有神奇的、源源不絕的數位發展,一方面要仰賴工作做為最重要的社會制度,兩者的交互影響讓我們可能要面對非常艱難、非常漫長的經濟痛苦期。

關鍵字: #數位書選
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突破摩爾定律極限!台灣奈微光用矽光子技術打造「會聞的晶片」,開創感測新藍海
突破摩爾定律極限!台灣奈微光用矽光子技術打造「會聞的晶片」,開創感測新藍海

在後摩爾定律時代,台灣奈微光不僅是開發出一款新晶片,更在於證明了創新不必只沿著摩爾定律持續追求製程極限,採取橫向發展同樣能找到市場著力點,台灣奈微光正運用 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)製程,打造出全球少見、能「嗅聞」世界的感測平台,這場從臺大實驗室技術啟程的冒險,正讓臺灣半導體產業看見另一條通往未來的道路。

跨足大健康與車用,奈微光用矽光子打造感測新藍圖

台灣奈微光所研發的矽光子感測晶片樣品,針對多波段應用所設計的多樣化解決方案。
台灣奈微光所研發的矽光子感測晶片樣品,針對多波段應用所設計的多樣化解決方案。
圖/ 數位時代

正當全球半導體產業競相投入奈米級製程競賽,追求更小、更快的晶片時,台灣奈微光卻選擇了一條截然不同的道路。「我們的核心技術就在於光子 IC 設計。」台灣奈微光董事邱俊榮說明,他們所做的是「光的晶片」,與傳統專注於電子電路的 IC 完全不同。

長久以來,市場上若要製造中長波紅外光的光源,普遍會採用化合物半導體。然而,化合物半導體不僅成本高、良率較低,且在光譜調控上存在不少挑戰,台灣奈微光則突破性地利用 CMOS製程,直接從矽基底打造出中長波紅外光光源,顛覆了以往的作法。

邱俊榮強調,這都要歸功於臺灣半導體 CMOS 製程的高度成熟與優異良率,讓台灣奈微光能在成本上取得絕對競爭力,打破中長波紅外光技術高昂的門檻。「我們是透過 CMOS的半導體製程設備,把晶片延伸到矽光子光源與矽光子感測器。」他指出,「這就是台灣奈微光最核心的差異化。」台灣奈微光的矽光子技術,也催生出最具顛覆性的應用──微量氣體的連續偵測。傳統上,偵測微量氣體多依賴大型設備,或是藉由薄膜與電化學感測器,體積龐大、造價不菲,且難以持續監測,必須等待薄膜變化才能得到數據,台灣奈微光則運用中長波紅外光,透過氣體吸收特定波長時產生的能量變化,實現即時且連續的濃度偵測。

在應用面,台灣奈微光鎖定「大健康」與「汽車」兩大領域:希望未來能將這項技術導入智慧衣等穿戴裝置,持續監控呼吸與體內氣體變化,也可應用於電動車市場,偵測鋰電池異常釋放的氣體,為車輛安全嚴格把關。

挑戰摩爾定律侷限橫向創新,打開感測市場新局

台灣奈微光持續以矽光子技術挑戰摩爾定律的侷限,開創感測市場新局,展現臺灣半導體橫向創新的實力與決心。
台灣奈微光持續以矽光子技術挑戰摩爾定律的侷限,開創感測市場新局,展現臺灣半導體橫向創新的實力與決心。
圖/ 數位時代

這項突破性的感測能力,也展現出台灣奈微光對半導體產業發展脈絡的深刻洞察,傳統的半導體產業長期依循摩爾定律,追求單位面積內電晶體數量的極大化,也就是線寬持續縮小、功能不斷堆疊,屬於典型的「縱深式」發展,然而,隨著製程推進至1奈米世代,單台曝光機設備高達4億美元,資本支出急遽膨脹,物理極限與成本效益成為產業面臨的重大挑戰。

台灣奈微光選擇另闢蹊徑,他們將半導體製程的應用「橫向」擴展。邱俊榮指出,即便在傳統 IC 領域中,微米級製程線寬早已鮮少被提及,但在感測器等應用領域依然蘊藏廣大潛力,台灣奈微光正是運用這些「尚未被徹底開發」的微米級製程,結合自家的矽光子技術,開發出光源與感測器晶片,創造全新的應用價值,這意味著,臺灣半導體產業不只在奈米級製程領域具備領先地位,還能進一步將既有資產延伸至更多元的應用場景,而不必一味追逐最先進的製程節點。

「我們不是照著摩爾定律的方向往下挖掘,而是打開另一種可能,只要做一些物理上的調整,就能產生中長波的光源,還能偵測中長波紅外光,甚至在同一顆晶片上就可同時偵測到紫外光。」邱俊榮強調,這正是對半導體生命週期的延伸。他也提到,台灣奈微光的目標並非爭奪市場,而是藉由技術替換,協助既有產品升級、實現價值加值(value-add)。

不過,若要讓這項劃時代的光感測技術真正落地並普及至廣大市場,仍需面對商業化與規模量產的多重挑戰。為了推動晶片功能從單一走向多元,並提升其多波段的精確調控能力,台灣奈微光申請了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」(簡稱晶創IC補助計畫),期望加速技術成熟與市場部署。

AI時代新戰局,台灣奈微光技術應用的無限可能

此計畫的核心目標,是讓單一晶片實現「多波段(multi-band)有效控制的微分辨識」。過去,台灣奈微光所開發的晶片多以單一功能為主,而透過晶創 IC 補助計畫的資源,將協助他們推進晶片功能的多元化。

這項技術的挑戰,在於如何精準控制多個光譜的發射。邱俊榮形容,以前的設計就像一次將所有光譜全部釋放,現在則能做到「要A動、BC不動」或「C動、AB不動」等更細膩的調控,要達成這種「誰要動、誰不動」的精準控制,必須增添新的光罩設計與更複雜的驅動機制,雖然這意味著更高的開發成本,但能顯著簡化後端機構,加速產品量產與推向市場的進程。

台灣奈微光預計在2026年6月前完成這項技術開發進入投片階段。儘管從投片到實際市場落地仍需時間,但他們已開始與紡織、電動車鋰電池、半導體廠房氣體偵測等產業客戶溝通布局,力求縮短市場開發週期。同時,在迎接AI的時代,數據品質與廣度更是關鍵。邱俊榮認為,台灣奈微光的矽光子感測技術,能為AI提供更精確、即時與連續的數據。透過晶片同時測量多種身體參數並實現每秒連續偵測,將提供豐富且精準的「身體密碼」數據,不僅能協助AI進行更深入的演算找出過去未能捕捉的變化規律,更將賦能AI在大健康等領域做出巨大貢獻。

目前,台灣奈微光正積極與半導體廠房氣體偵測廠商、大健康品牌客戶及跨產業夥伴合作。展望未來,台灣奈微光不僅要透過晶創IC補助計畫將晶片功能多元化,更將持續深化技術,證明台灣半導體產業不只在極限製程上領先,更能橫向開拓無限的市場潛力,為全球帶來前所未有的感測應用突破。

|企業小檔案|
● 企業名稱:台灣奈微光
● 董事長:張坤昱
● 核心技術:CMOS製程的先進矽光子光源晶片模組與感測晶片模組
● 資本額:新臺幣4.5億元

|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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