海思未來的生存之道
海思未來的生存之道

2019年5月16日,美國將華為列入「實體名單」,所有的美國公司,必須獲得美國商務部的許可方可出貨給華為。申請許可是「外交辭令」,一般的情況下是不准,從英特爾、高通、美光、賽靈思等晶片公司皆不可出貨給華為,Google、微軟等軟體公司也停止對華為出貨與支援。

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第一波禁令

海思成華為唯一續命丹,營業額爆發性成長 68.3%

此時海思成為華為的「續命丹」,海思全力開發各式各樣的IC,以替補美商無法供應的缺口。美國禁令,促成海思「爆發」成長。估計海思營業額2019年約為843億元人民幣,較2018年的501億元人民幣,大幅成68.3%。

從台積電看,海思是台積電的第二大客戶,估計2019年海思對台積電下單金額約1,529億元,占台積電營業額約14%。

海思在2019年表現亮麗,母公司華為也保持兩位數成長,2019年華為營業額達人民幣8,588億元,較2018年的人民幣7212億元,成長19.1%。

看在美國政府的眼裡,禁令制裁對華為效果不彰,無法遏止華為的成長,尤其是華為在5G的進展依舊犀利,中國政府力挺之下,華為在5G基礎建設(基地台、局端設備等),取得大量訂單,並且加速在大陸布建5G設施。

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接連兩波美國禁令制裁,華為、海思都必須為自己謀求生路。
圖/ Shutterstock

第二波禁令

禁止半導體廠代工,制裁升級斬斷海思最後生路

今年5月15日,美國商務部發布新禁令,除非獲得供貨許可,否則半導體廠商禁止將含美國技術與軟體的產品,賣給華為及113家華為子公司。這是美國對華為禁令的第二篇。主要鎖定目標是禁止晶圓代工廠替華為、海思代工。

其中華為倚賴最深,肩負華為IC開發重任的海思半導體,是此「升級版」禁令的最大「受害者」。

海思是所謂的「無晶圓廠」(Fabless)公司,公司負責設計IC,設計完成後,將IC的生產委託晶圓代工廠生產。沒有晶圓代工廠可以替海思代工,這等於斬斷海思的生路。

華為四面楚歌,海思陷入苦戰,處境嚴峻

面對美國這種「鋪天蓋地」的封鎖,海思如何在逆境中求生存,成為華為及海思重要的課題。對華為、海思而言,最重要的是保留,好不容易才建立的優秀IC設計團隊。

這幾個月間,華為、海思人心惶惶,已有一些工程師掛冠求去,另覓新巢。更麻煩的是8月17日美國發布對華為的第三道禁令,斬斷所有半導體對華為出貨的管道,華為公司被推到岌岌可危的境界,公司的生存成為不可知的變數,海思的處境更加嚴峻。

華為這些年來,經營績效佳,公司底子深厚,面對不少危機的淬鍊,加上有中國政府的支持,華為的生存不是問題。麻煩的是美國制裁「橫空出世」一波又一波,波波力道強勁,華為、海思原本為加速發展超編的研發人力,頓時成為頭痛的問題。

海思的生存之道:轉型IC設計,開發EDA、FPGA

為了穩住研發人才,海思必須另謀生路,維持公司運轉,工程師才不至於大量流失。

目前海思的可行之策是將公司商業型態轉型為IC設計服務,一方面開發各種矽智財(IP),另一方面可以替其他公司開發IC。舉例而言,海思可以替小米開發IC,由小米制訂規格,海思負責開發。開發完成後,小米負責下單給晶圓代工廠代工,生產小米品牌的IC,供小米使用。

透過此種設計服務的商業模式,海思可獲得開發費用,並且可對每顆IC抽取權利金,這可維持海思的生存。

除了設計服務外,海思還可以積極開發自己的EDA(電子設計自動化)軟體,以擺脫美國的束縛。

除此之外,海思可以積極開發FPGA(現場可程式化邏輯閘陣列),雖然沒有晶圓代工廠的奧援,海思可以與友好的IC設計公司合作,雙方共同開發,共享智慧財產權。FPGA開發完成後,由合作的IC設計公司負責投片生產銷售,海思收取權利金。爾後如果美國放寬對華為海思的制裁,海思即可生產自己的FPGA。

對華為這種電信、網路設備的生產商而言,FPGA是必須的半導體零組件,建立自主的FPGA產品,對華為而言是非常重要的里程碑。

雖然海思有各種應變措施,然而在此「風雨飄渺」之際,不少人仍會選擇離開另謀高就。海思流出的人才將可能為中國大陸的IC設計業注入新血,提升技術能力,這對台灣的IC設計業可能會有不小的衝擊。

責任編輯:陳建鈞

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以晶片的一瓦算力開啟AI新架構!耐能智慧從邊緣到核心,打造臺灣主權算力新典範
以晶片的一瓦算力開啟AI新架構!耐能智慧從邊緣到核心,打造臺灣主權算力新典範

當全球聚光燈都匯集在那動輒使用上萬顆圖形處理器(Graphics Processing Unit, GPU)、耗能堪比核電廠的資料中心時,另一場關乎AI永續發展的運算革命正悄悄發生。這場革命的核心,是如何以更低能耗、更高效率的方式支撐下一世代的人工智慧。而耐能智慧(Kneron)正是這場轉變的推動者之一。

早在2015年,當多數企業仍沉浸在雲端運算帶來的紅利時,耐能智慧創辦人暨執行長劉峻誠便選擇了「邊緣運算」之路的賽道,投入AI系統單晶片(System-on-Chip, SoC)與神經網路處理器(Neural Processing Unit, NPU)的開發。「如果 GPU 是需要龐大設備才能運行的錄影帶,中央處理器(Central Processing Unit, CPU)是性能平庸的 影音光碟(Video Compact Disc, VCD),那麼 NPU 就是能在輕薄裝置中高效運算的 MP3。」劉峻誠用一個簡單的譬喻如此描述著,這不只是晶片製程的改進,而是從架構層重新定義AI運算的方式。

十年磨一劍,如今耐能智慧的NPU晶片已成功進入物聯網、安防、車用與伺服器等不同領域。從智慧水表、穿戴裝置到車用語音系統,乃至企業伺服器與工業應用,都能在有限功耗下執行即時AI運算。合作夥伴從國內上市櫃企業到歐美等地的國際大型企業,都能看見耐能智慧身影,「我們從GPU、CPU進不去的地方出發,讓晶片像樂高積木一樣,從只需一顆晶片的穿戴式裝置,到需要多顆晶片的伺服器,都能使用我們的晶片。」劉峻誠說。

面對算力與能源雙重瓶頸,耐能智慧以新架構迎戰生成式AI時代

面對終端AI應用面臨的「資料流衝突」瓶頸,耐能智慧創辦人暨執行長劉峻誠指出,新世代AI運算不再只屬於
面對終端AI應用面臨的「資料流衝突」瓶頸,耐能智慧創辦人暨執行長劉峻誠指出,新世代AI運算不再只屬於雲端,必須開發能兼容多模態資料並在低功耗環境下運行的自主架構。
圖/ 數位時代

「語言模型和影像模型的資料處理方式完全不同,」劉峻誠解釋到,語言模型要短時間內處理大量資料,但影像模型則需要長時間、連續的低流量傳輸。而傳統AI架構無法同時兼容這兩種特性,這造成了終端AI應用面臨「資料流衝突」的瓶頸。也正是在這樣的挑戰下,成為耐能智慧下一階段的技術突破口。生成式AI不再只屬於雲端,運算正快速轉移至終端,從智慧家庭到醫療、車用、製造現場,都迫切需要能在低功耗環境下即時運行的AI系統。

但更大的壓力來自能源現實與國家安全。劉峻誠表示,GPU架構的能耗與散熱需求驚人,一個大型AI資料中心每年電費可高達60億美元,碳排放量更是巨獸等級。「如果繼續用GPU支撐生成式AI,將會對淨零碳排的目標帶來嚴重衝擊。」劉峻誠坦言並進一步指出,臺灣雖是全球GPU製造重鎮,但本地可用算力有限。「我們製造了全世界近8成的GPU,卻沒有自己的算力,」他語帶無奈,「如果國家級AI應用仍須仰賴境外基礎設施,國家的核心技術與自主權將受制於人,不利於在AI時代掌握主導地位。」

因應這場可能產生的算力主權的危機,耐能智慧決定以「多模態資料流衝突」與「低碳永續算力」這兩項挑戰為目標,開發新世代AI晶片架構。為加速這場技術革命並將臺灣的自主架構推向國際,耐能智慧投入全新晶片KL1140的開發,並成功得到由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)的支持。該計畫在國科會協調與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」的框架下,以實質政策補助鼓勵業者布局AI、高效能運算或新興應用等高值化領域的關鍵技術,提升臺灣IC設計產業的國際競爭力與韌性。

從晶片創新到主權AI,晶創IC補助計畫助攻耐能跨入新戰場

耐能智慧透過經濟部「晶創 IC 補助計畫」加速開發的 AI 晶片 KL1140,其效能與能耗表現均顯
耐能智慧透過經濟部「晶創 IC 補助計畫」加速開發的 AI 晶片 KL1140,其效能與能耗表現均顯著提升。
圖/ 數位時代

「KL1140最大的突破在於多模態資料處理架構的創新。」劉峻誠直言其中關鍵。在晶創IC補助計畫的挹注下,耐能智慧得以加速開發新一代晶片,這不僅是十年研發累積的成果,更是政策資源與技術創新的結合,象徵著臺灣在AI架構自主化道路上的重要里程碑。

這項架構革新,使KL1140在效能與能效上都達到顯著飛躍。相較於前一代產品,效能提升6至8倍、能耗比提升10倍、體積縮小至四分之一;以往需10瓦才能運行的任務,現在僅需1瓦即可完成。「你看GPU要加風扇、要水冷,而我們不用,」他笑著說,而這就是低功耗的力量。

這樣的設計,使KL1140成為真正能落地的AI晶片,既可部署於穿戴、車用與工業場域,也能堆疊成伺服器模組,實現了靈活的異構運算(Heterogeneous Computing)基礎建設。透過晶創IC補助計畫的協助,耐能智慧不僅強化晶片設計,更能整合模組、子系統與軟體生態,打造可供企業與政府使用的在地AI解決方案,邁向「AI基礎建設提供者」的新定位。劉峻誠也透露,目前KL1140晶片已開始導入國際主權AI專案,協助能源與環境條件嚴苛的地區,利用該晶片低功耗與高算力的特性,順利發展AI自主。

「我們不是在打造更大的GPU,而是在打造更聰明的AI,」劉峻誠強調。「主權AI的關鍵不只是算力自主,更是能源自主。」他認為,晶創IC補助計畫的核心價值在於讓臺灣的IC設計業者能從單一產品開發,邁向整體系統構建,具備定義新架構、主導新標準的能力。KL1140晶片的問世,不僅讓耐能智慧從邊緣運算邁入AI 核心基礎建設的新格局,更代表臺灣在全球生成式AI時代中,擁有以低功耗、高自主性技術參與未來競局的關鍵實力。

從製造到定義,臺灣AI自主的新起點

在生成式AI帶動的新一輪技術競賽中,算力的分配將決定未來世界的科技秩序。劉峻誠認為,臺灣若要在這場變局中保持主導權,必須擁有能自我定義的架構與技術。「我們不只是為企業造晶片,而是在為國家建算力。」他說。從十年前堅持走上邊緣運算的冷門之路,到今日以KL1140晶片開啟主權AI的新典範,耐能智慧的發展軌跡正體現了臺灣IC設計產業的潛力與決心。未來,耐能智慧將持續推動更高能效、更高彈性的AI架構,讓臺灣不僅能製造世界的晶片,更能定義世界的智慧。

|企業小檔案|
- 企業名稱:耐能智慧
- 創辦人:劉峻誠
- 核心技術:專注邊緣AI SoC專用處理器研發
- 資本額:新台幣6億7520萬元

|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年鼓勵國內業者往 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。

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