半導體靠5G、人工智慧助攻,未來挑戰在哪?工研院點出一大關鍵
半導體靠5G、人工智慧助攻,未來挑戰在哪?工研院點出一大關鍵

無論是晶圓代工龍頭台積電還是國內晶圓材料供應商環球晶,都認為接下來半導體產業發展的驅動來源會是5G和人工智慧(AI)的相關應用。

但新的應用總會有各種技術挑戰出現,誠如日前中美晶(環球晶母公司)攜手宏捷科技發展第三代化合物半導體「氮化鎵(GaN)」的舉動,就是因應5G的高傳輸會產生高溫,恐不易矽材料的應用而需要尋求新解方。

工研院 ERSO Award
工研院今舉辦VLSI國際研討會,同時針對產業有傑出貢獻的企業進行頒獎。圖右為得獎者中華精測科技的黃水可總經理、圖左為得獎者晶心科技的林志明總經理。
圖/ 簡永昌攝影

工研院於今(11)日舉辦「2020國際超大型積體電路技術研討會(VLSI)」,除了持續聚焦在5G、人工智慧、量子電腦等技術發展跟未來趨勢外,也對於半導體接下來的發展,點出可能推升下一波的成長契機。

資料量爆炸!記憶體結合CPU將會加速運算、減少耗能

以人工智慧的發展來說,工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅就表示,這將產生出相當龐大的數據,並衍伸出儲存以及運算的需求,來達成所謂人工智慧的表現。而現階段,CPU跟記憶體多半是分開處理,資訊在兩者的傳輸就會產生額外的耗能、進而影響表現。

工研院 吳志毅所長
吳志毅表示,在人工智慧的時代下為了讓晶片的表現更佳,將CPU結合記憶體已經是一個大勢所趨,這將能節省近10倍的功耗,同時提升約1萬倍的運算速度。
圖/ 工研院提供

因此吳志毅指出,在人工智慧的時代下搭配5G的高傳輸、低功耗等優勢,晶片內的設計勢必要走向異質整合:即是將CPU跟記憶體做整合,加速運算的表現。而這類型的新興記憶體例包括磁阻隨機存取記憶體(MRAM)、鐵電記憶體(FRAM)、電阻式隨機存取記憶體(RRAM)等,這些新型記憶體提供更多的工具來增強記憶體性能,也為下一階段記憶體內運算(CIM)建構基礎。

台積電也佈局MRAM,為什麼?

吳志毅舉了MRAM為例,它屬於非揮發性記憶體,雖然是發展不到10年的新興記憶體,但近年來晶片製程的發展越來越小,10奈米製程以下後,不利於Flash Memory的應用,且終端應用的需求也越來越龐大,才加速了MRAM的發展。他舉例,若是能在晶片裡面直接進行儲存跟運算,將能大幅減少近10倍的能耗,至於速度上則需要取決CPU的設計,但至少能有快1萬倍的速度提升。

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台積電近年也積極佈局MRAM的技術,更在今年股東會上表示MRAM已經開始小量生產,但要大量商用可能還需要2-5年的時間。
圖/ Sundry Photography via shutterstock

MRAM也不是全無致命傷。吳志毅指出,除了製程上的問題需要克服外,MRAM因為擁有磁性的特性,導入終端裝置後要如何解決不受外力影響磁性的表現,也是業界正在努力的方向,不過台積電也積極投入MRAM的開發,總裁魏哲家也在法說會上表示目前已經小量生產,但要廣泛應用可能仍須2-5年。

2020 ERSO Award得主揭曉!

此外,VLSI國際研討會中也針對產業有貢獻者頒發ERSO Award,包括旺宏科技的吳敏求董事長、晶心科技的林志明總經理以及中華精測科技的黃水可總經理等人。其中,吳敏求因為在非揮發性記憶體整合元件上,擁有世界級的研發與領導能力,創造出ROM唯讀記憶體、NOR型快閃記憶體以及NAND型快閃記憶體而獲獎。

晶心科技 林志明總經理
林志明針對近日軟銀有意出售ARM一事認為,目前對於晶心科技尚無影響,而他點出若半導體產業有意購入,則要注意市場壟斷跟營運中立的兩大問題。
圖/ 簡永昌攝影

林志明則是因為投入創新的高效能、低功耗嵌入式微處理器RISC-V,以及相對應的系統晶片發展平台而獲獎,他表示,目前RISC-V仍停留在Design-in的階段,但是在終端應用的市佔率仍然偏低,對於近期軟銀要出脫ARM一事他認為影響並不大。不過他分享個人的看法指出,若是NVIDIA真的像外傳所說有意購買的話,以一間IC設計的角度購入可能要注意如何面對「市場壟斷」以及「營運中立」的問題。

另一位獲獎者黃水可帶領公司研發製造完整半導體測試介面,同時提出ALL In House的一站式服務,備受青睞。由於中華精測主要是測試廠龍頭,舉凡晶圓、封裝等程序都有他們可以著力的地方,因此能觸及的產業跟面相當廣泛。

中華精測 黃水可總經理
黃水可表示,不管疫情或是中美貿易的衝擊,市場對於5G手機以及相關基地台佈建的需求都是存在的,因此不論最後是由手來生產製造,中華精測都還是有機會提供服務。
圖/ 簡永昌攝影

黃水可認為,台灣半導體產業在「疫情下半場」的表現是審慎樂觀,主要是因為市場的確存在對5G手機以及5G佈局的需求,疫情只是暫時讓發展趨緩。至於中美貿易戰之下,精測是否會受影響?他樂觀表示,不論最後由誰製造晶片、製作手機,精測都還是能提供測試的服務,不受影響。

責任編輯:錢玉紘

關鍵字: #工研院 #半導體
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新北首間 AI 科技高中!錦和高中導入羅技電子 Rally Board 65 打造「移動任意門」,讓世界走進教室!
新北首間 AI 科技高中!錦和高中導入羅技電子 Rally Board 65 打造「移動任意門」,讓世界走進教室!

深夜11點,多數高中生可能已經準備熄燈就寢,但新北市錦和高中的 AI 基地教室卻燈火通明。原來,錦和的老師、學生,正利用 Logitech 的會議室解決方案 Rally Board 65,和遠在美國科羅拉多州、有 17 小時時差的 Kent Denver School進行視訊。兩校學生在螢幕上熱切分享文化習俗與校園趣事,教室氣氛熱絡。

在錦和,這樣跨越時區和國界的「深夜國際教室」,並非偶一為之的特殊活動,而是透過台美教師討論規劃,有系統制度的國際交流日常。

事實上,作為新北市政府教育局認可的全新北市首間「AI科技高中」,近年來,錦和在數位轉型、科技教育上多有著墨。從生生用平板、建置全校數位互動軟體,到引進被師生譽為「移動任意門」的 Logitech Rally Board 65,錦和正以活潑、彈性的數位學習策略,重新定義未來教室的模樣。

注入數位學習DNA,翻轉傳統教學模式

但錦和的數位轉型並非一蹴可幾。早在疫情期間,錦和高中校長張純寧就意識到,數位教學不是選擇題,「因應數位浪潮、社會趨勢,我們一定得這麼做!」當時,她大刀闊斧將行政人員分組,手把手協助全校老師跨越科技門檻、熟悉線上教學,成功將「數位 DNA 」注入錦和。

如今,走進錦和的課堂,會看到生物老師利用平板搭配 AR 擴增實境技術,將圖像化為立體,讓學生直觀地觀察昆蟲解剖構造和心臟血液的流動;數學老師則透過 VR 虛擬實境,設計「密室逃脫」遊戲,讓學生在解謎中,學著邏輯推演;公民老師更帶著學生投入田野調查,將時事探討結合數位資訊,提升學習興趣。

「錦和的老師,幾乎都已經完成 AI 的增能研習。」張純寧透露,學校在將數位工具融入教學之餘,更和淡江大學合作開發專屬的「AI 倫理素養手冊」,並列為校定必修課程,目的是確保學生在擁抱 AI 的同時,也能建立正確的價值觀。

引進 Logitech Rally Board 65,打造無縫國際交流體驗

而隨著數位學習的版圖不斷擴張,近來,錦和面對的新挑戰,是為學生創造「無縫的國際交流體驗」。

為了讓學生有機會開口說外語、和世界接軌,錦和申請校園雙語計畫子計畫三,採購Logitech Rally Board 65,方便與美國、法國等國的姐妹校線上交流。但過去,要進行高規格的遠距教學,學校必須斥資打造一間固定的遠距教室,裡頭還得裝設投影機、追蹤攝影機和收音設備,不僅空間受限,設備盤點、維護也是行政人員的夢魘。

錦和高中圖書館主任吳孟仁解釋,如果讓學生一人用一台筆電視訊,只要有一位學生的設備出狀況,或是網路連線有問題,老師就必須先中斷課程,接著再像個工程師般,協助學生一一排除障礙;若採用多人在同一鏡頭前發言的模式,傳統的視訊鏡頭又無法照顧到每一個人,導致交流缺乏臨場感。

#1 羅技_第一篇(錦和高中)_115126
吳孟仁表示,學生為參與跨國交流,常於夜間上線,展現高度投入與國際視野。隨著數位工具融入學習,學生更主動表達、協作與創造,培養面向未來的關鍵能力。
圖/ 數位時代

「我們要的,是一款將使用門檻降到最低、讓老師容易上手的數位工具。」張純寧指出,本學年藉由校園雙語化計畫與參與教育部高中優質化數位前導學校計畫的契機下,錦和偶然接觸到 Logitech Rally Board 65,結果意外發現,Rally Board 65 能徹底解決跨國交流的痛點。

#2 羅技_第一篇(錦和高中)_115126
Logitech Rally Board 65 結合 65 吋觸控螢幕與 AI 視訊技術,搭配移動式腳架,有效解決跨國交流溝通挑戰。透過 AI 與數位工具導入,學生培養跨域協作與問題解決能力,學習成果不再侷限於考試。
圖/ 數位時代

Rally Board 65 作為專為新世代協作而生的全功能,配有 65 吋的 4K 超高畫質觸控螢幕,還有兩支無須配對、充電的隨插即用數位筆,讓師生能輕鬆在白板上書寫、共編討論。鏡頭、麥克風和揚聲器一體成型的配置,打破了過往需要拼拼湊湊各項硬體的限制;內建的「RightSight 2」智慧取景技術,不僅能自動追蹤並清晰框選正在發言的師生,學生不再需要擠在一個小小的筆電鏡頭前,也不用傳麥克風,只要像平常聊天般自然發言即可;另外,「RightSound 2」智慧調音技術則能透過 AI 回音抑制技術,過濾背景噪音,確保討論過程不受環境音干擾,讓跨國溝通有如面對面交流般清晰。

#3 羅技_第一篇(錦和高中)_115126
錦和高中透過視訊設備,與長期有往來的美國肯特丹佛學校進行即時交流,科技賦能教育場景,讓跨國學習成為日常。
圖/ 數位時代

張純寧特別提到,Rally Board 65 擺脫傳統需固定於牆面的限制,只要裝上專屬推車腳架,就能任意移動,「Rally Board 65 最大的優點,是『可攜』!讓我們隨時隨地都能在學校的任何一個地方,創造『教學角』。」她笑稱,要是學校裡多幾台這樣的設備,等於多蓋了幾間多功能教室。不僅具備高度機動性,Rally Board 65 在安裝與視角上也同樣靈活,支援桌面、壁掛等多元配置,螢幕亦可雙向翻轉,根據需求調整上下視角,輕鬆融入各種教學情境。

同時,Rally Board 65 還有「免學習」的特性,「插電就能用,老師完全不用特別學習。」吳孟仁分享,現在的台美跨國連線,即便安排在夜間11點,學校也不必指派資訊人員留守,老師自己就能輕鬆開機、主持課程,大幅提升設備的使用率與教學彈性。

軟、硬體設備的升級,最終仍要回歸學生的成長。張純寧表示,當學生具備強大的數位協作能力,並習慣在虛實整合的環境中表達自我時,「你會明顯發現,沒有學生再躲在角落了!每個人都必須、也樂於站出來展現自己。」比方說,在自然科探究與實作的全年級發表會裡,學生是以「線上共編」模式,繳出成果;原先對寫程式一竅不通的社會組學生,經過 AI 課程上的學習,現在竟然能運用 AI 工具,協助弱勢團體、公益組織開發出線上的「記帳系統」。

#4 羅技_第一篇(錦和高中)_115126
張純寧表示,穩定且符合使用習慣的數位工具,是支撐長時間教學與行政工作的關鍵。透過羅技鍵盤滑鼠符合人體工學的設計,在高工時及高強度的辦公室工作下,保持舒適與效率。
圖/ 數位時代

從最初克服線上教學的陣痛,到成為新北市首間 AI 科技高中,以及引進 Rally Board 65,錦和用實際行動證明,只要具創新教育思維、善用多元數位工具,就能打破空間、時間限制,為孩子們打造一座與世界無縫接軌的未來校園。

從理念到實踐,打造未來教學場域。歡迎教職員夥伴預約參觀 Logitech 展示中心,了解更多 AI 教育解決方案:https://360theredmarker.com/vt/logitech-taipei/

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