衰退,是為了下一場美麗!
衰退,是為了下一場美麗!
2001.11.01 | 科技

走進智霖科技(Xilinx)位在台北基隆路的台灣分公司辦公室,很訝異這個全球第一大IC設計公司,內部陳設及人員竟如此簡單,而台灣總經理賴炫州今年也不過31歲,但智霖在台灣通訊晶片市場的佔有率將近8成,由於智霖本身不從事生產製造,產品都委由聯電代工廠,因此台積電與聯電業績好不好,智霖絕對是關鍵。
同樣是做IC設計,智霖賺錢方式跟威盛這類IC設計公司可是大大不同,一般IC設計公司賺的是下游系統廠商客戶的錢,像威盛做的是電腦的晶片組,客戶就是華碩、技嘉這些主機板廠;而智霖則是賺IC設計公司錢,威盛與矽統的台灣IC設計雙雄,反而到過來成為智霖的客戶。因為市場變動快速,各種電子產品的規格可能每季就汰換一次,如果每次新產品都犯上一個小錯,重新開發測試成本相當驚人,過去,IC業者在跟台積電這類晶圓廠下單前,必須先製作光罩(mask,把IC設計線路像底片一樣拍在高密度玻璃上,再交由晶圓代工廠顯影蝕刻作成IC晶片),才能進行生產,但是晶片設計如果有錯誤,不僅光罩全都報廢,更嚴重的是,調整設計再重新製作光罩,時間至少1、2個月,原先的新產品可能霎時變成一文不值的過時貨,投資可能全盤泡湯。

**和時間賽跑的產業

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智霖的絕招便是針對這樣的市場需求,推出「可程式化邏輯元件」(PLDs, Programmable Logic devices),特別是其中一項FPGA(可程式化邏輯陣列閘)的產品。利用軟體工具,客戶可以把自己的設計線路放進智霖的晶片中,模擬自己產品「已完工」的效能進行測試,一切OK後再行量產,如此可以省下時間與產品錯誤的風險。智霖的責任在開發周邊矽智財(IP, Intellectual Property),搭上客戶的設計後即可使用。1、2年前,智霖的這種IC一顆動輒可賣上3、5萬新台幣,堪稱IC中的勞斯萊斯,近年隨著晶圓廠製程技術進步,「可程式化邏輯元件」成本大幅降低,智霖乾脆鼓勵客戶直接交由智霖量產,更省時間。
正因它特殊的經營模式,所以智霖的產品一直是高價位、高毛利的同義詞,主要客戶就是產品精密度高、單價高的大型網路設備及通訊相關業者,如思科、朗訊等,合計佔智霖營收近8成左右,在台灣,雖然也有智邦、合勤、矽統等客戶,但多數人認識他們,還是因為智霖是台灣聯電的衣食父母。
嘗盡3年好光景,美國.com夢幻滅,連帶重創通訊設備廠商,智霖也遭波及(聯電當然也跟著受害)。今年1到3月,智霖的業績雖然還比去年同期成長了33%,不過,從第2季開始,受到整體景氣下跌,通訊公司表現不佳,使得智霖業績比起去年同期衰退了21%。近期公布的第三季業績,營收為表現為2.2億美元,比起2000年第三季衰退將近50%,執行長洛蘭茲(William Roelandts)在宣布「第三季業績時坦然表示,第三季是困難的一季。」華爾街分析師因對智霖存貨狀況仍有疑慮,對它的股價持保留態度,建議投資人保持觀望,和兩年前全面叫進不可同日而語。
儘管由雲端跌落谷底,但智霖的上下卻都不認為「經濟衰退」是危機,反而是他們向下一個典範轉進的轉機。其間的內涵,就是智霖要由一個賣晶片的公司,轉成賣「平台服務」的公司。就在今年9月業績最黯淡的時候,智霖針對IC設計師需求,與21家矽智財供應商組織共同軟體授權聯盟,提供單一化授權協議,供應450種IP相關訊息,設計師可直接透過網路查詢IP授權細節、進度,以及驗證流程,縮短過去各種法律程序達6個月以上授權時間,「現在競爭的法則是要Time to Market!」智霖台灣總經理賴炫州解釋:半導體製程技術愈進步、科技產品壽命愈來愈短,智霖的價值已經不是晶片,而是運用自己的矽智財,加上合作夥伴的矽智財,幫助晶片IC設計公司的矽智財最快完成上市工作;就好像一塊積木般,智霖的平台上隨時有三角形、方形、菱形;客戶可以任意選擇其中的幾塊,透過智霖取得授權,快速變成一部戰車或大哥大,最Hot的賣到消費者手上。
智霖深具轉型信心的理由,一是它對產業生態深而透的了解,累積了夠多的智慧財產權與設計精英;一是它經歷的失敗與創業起伏,遠勝過其他IC設計公司。

**研發為成功之本

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1984年在矽谷成立,智霖算是IC設計的老兵,但自90年代中期開始,不論在推出的速度或是新技術的研發,都落後於競爭者。1996年接任CEO一職的洛蘭茲曾告訴媒體:「我幾乎是在最糟的時候,進入矽谷高科技產業。」洛蘭茲體認到,只有掌握「時間」與「研發」,高科技公司才能可長可久。及至掌握「可程式化邏輯元件」的概念,智霖成功轉型成世界第一大IC設計公司。
截至2001年3月,智霖擁有超過500個美國專利,從1999年開始,研發的金額也呈現倍數成長,由1999年的9000萬美元,到今年將投入2億美元(佔年營收的1/8),持續在製程技術及軟體相關開發上,繼當年率先導入0.18微米製程技術,目前智霖跟聯電也展開0.13微米的合作案。
去年獲選美國《商業週刊》(BusinessWeek)「全球50家獲利最佳企業」之一,卻在通訊客戶的超額庫存中遍嘗風寒,今年智霖在半導體業的風采,勢必會輸給製作微軟Xbox遊戲機繪圖晶片的矽谷同行nVidia。但問問台灣半導體業,沒有一個人敢看輕這家公司。
「只要我們仍舊保持創新的精神,事情總是會有轉機,」看著車水馬龍的基隆路,賴炫州轉述著洛蘭茲來台灣親訪客戶時的叮嚀。

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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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