陳柏瑞會是台灣另一個張忠謀?
陳柏瑞會是台灣另一個張忠謀?
2001.07.01 | 人物

你的手機可能同時是電話、是收音機、是PDA、是錄音機也是電玩,但它還不是影像電話、不是攝影機、不是電腦,因為小小的手機目前還容不下那麼多的零組件。
但愈來愈多人期望擁有一支萬能手機,怎麼把零件做得更小、怎麼在只比都澎打火機大一點的手機裡塞進更多功能是全世界科學家努力的方向。
過去台灣多是等待國際大廠開發出新產品,再將之快速商品化,以大量製造降低成本賺取利潤。這一回,以製造見長的台灣,研發與世界同步。
一個年輕的團隊,奈米生物技術公司,開發了名為「DNAIC」的半導體技術,這種技術是拿DNA來製造很小很小的電子元件,未來主機板可能比手機SIM卡還小,一元硬幣大小的硬碟就能裝下全套百科全書。當那天來到,你的行動電話就是影像電話、是攝影機、更是一部超級電腦。
DNAIC全名為「去氧核醣核酸邏輯積體電路」,是拿DNA做為半導體積體電路材料的技術。奈米生技總經理陳柏瑞表示,DNAIC可將晶片體積縮小為目前晶片的2%,拿DNA來做CPU,運算能力可增加4倍。

**比SIM卡還小的主機板

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「晶片的效能每18個月提升一倍、價格降低一半。」屹立30年的摩爾定律,描述每隔18個月,晶片上容納的電路倍增。晶片愈複雜,電腦功能就愈強大,若晶片大小不變,電路必須愈做愈小,才能提升晶片效能。
目前台積電最新製程是0.13,也就是每條電路和電路之間距離0.13微米,科學家認為以同樣的技術和材料,0.1微米將是極限。但DNAIC技術突破矽製程限制,可達0.002微米。
0.002微米相當於2奈米,微米是百萬分之一公尺,奈米則是微米的1/1000、也就是十億分之一公尺,將1奈米的物體放到乒乓球上,就像一個乒乓球放在地球上一般,所以電子元件若能以DNA為基礎材料,要做出比SIM卡還小的主機板並非不可能。
陳柏瑞表示,以目前台積電的技術,12吋矽晶圓如果能切出1000片晶片,同樣大小的DNAIC晶圓至少能切割成1萬片晶片,而且功能更強大。
除了體積優勢,DNA電子元件還有成本低廉、省電、環保等好處。
奈米生技技術經理林育立指出,從雞血裡萃取一整罐DNA,成本不到1000元,而DNA只需極小電流就能被驅動、進行操作,產品自然小而省電,加上DNA電子元件製造過程幾乎不會造成環境污染,製程只需數天,又不必在嚴格的無塵室裡製造,比耗時數月的矽製程更具競爭力。

**26歲的陳柏瑞異軍突起

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過去幾年,英國及以色列傾全國之力,研究如何將DNA製成半導體元件,英國甚至將發展進度視為國家機密。1998年《自然》(Nature)雜誌曾報導,以色列研發的DNA電子元件能將一般晶片體積縮小一半。
台灣在這方面研發異軍突起,很難想像領軍的陳柏瑞竟然只有26歲。
生命科學背景出身的陳柏瑞,曾是西屋科學生化獎得主,他在研究癌細胞切片時,發現DNA染色技術能改變DNA電性,啟發他利用抗癌藥物與DNA之間的鑲嵌原理,控制DNA導電性,將DNA製成電子元件,突破現有半導體製程瓶頸。
「DNAIC」這項技術,已經取得台灣專利認證及美國專利優先權,據了解,矽統在奈米取得專利之前,就曾開價上億台幣,奈米對這件事則不願回應。
但有好技術,仍需發展出商品才能真正改善人類生活,陳柏瑞希望業界能參與開發DNAIC的商業應用。
如果DNAIC能順利商業化,所有用得到晶片的產品都將變成「DNA inside」。陳柏瑞指出,DNAIC可以做成記憶體、通訊IC、或高速CPU等各種電子零件。他舉例,現在的PDA記憶體一般只有8MB,如果拿DNAIC做記憶體,體積不變,容量將成長125倍,超過1GB。
除了應用在半導體產業,奈米生技正在研究利用過去判定DNA片段的染色技術,與光電技術結合,讓DNA發出螢光,開發輕巧、省電的DNA-LCD螢幕。

**離商業化
還有很長的距離

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一名威盛工程師認為,如果DNA真的可以拿來做IC,所有製程、機台都必須重新設計,對現有半導體產業將產生劇烈衝擊,「現在的半導體廠商都沒得玩了。」
但許多業界人士對這項突破仍多所保留,甚至半信半疑。
聯電董事長曹興誠表示,「類似創意很多,」即使技術真的開發出來,離商業化也還很遠,根本不值得擔心。像中華開發技術部專案經理李世仁便認為,拿DNA應用在電子材料上並非了不起的創意,兩年前以色列就曾開發出DNA導線,即使奈米生技擁有技術,還需大量累積經驗與實驗數據,才能說服業界人士採用DNAIC。
但李世仁也期待,DNA IC技術成熟之日,將是產業界的新紀元,不但電子元件將縮小至分子大小,科學家夢想中的超高速電腦也將誕生。
陳柏瑞表示,奈米生技已經掌握將DNAIC製成記憶體的技術,在奈米生技背後的精神導師──前英特爾台灣區總經理陳朝益牽線下,英特爾實驗室曾試作奈米的DNAIC晶片。
目前奈米正與英特爾、威盛、矽統等IC設計公司積極接觸,討論將DNAIC技術納入設計中。
陳朝益期許陳柏瑞能成為未來的李遠哲,工研院院長史欽泰也肯定DNAIC的技術成就,但技術若不能應用在工業上,終究無法發揮它的影響力。只是,要將技術應用到生產線,如曹興誠所說,還有一段很遠的路要走。

**陳柏瑞 1分天才加99分努力 **
把IC縮小98%,是很保守的估計!」奈米生技總經理陳柏瑞,瞇著的細長眼睛裡,有著超越26歲的自信。
座落在宜蘭羅東的奈米生技,是典型學生創業的團隊,陳柏瑞本來是東華大學生命科學系的學生,在前英特爾台灣區總經理陳朝益的鼓勵下創業,公司成立短短半年多,就發表了驚人的成就,但DNA IC的種子,卻早在陳柏瑞高中時期就已種下。
陳柏瑞在擔任生物老師的母親耳濡目染下,從小就對生命科學產生濃厚興趣。高中一次實驗,讓他偶然間學習到「DNA能導電」這件事,但直到1996年,陳柏瑞才開始投入DNA導電性的研究。
曾是西屋科學獎(ISEF)得主的陳柏瑞,去年在得獎學生聚會上認識陳朝益。DNAIC的構想,讓陳朝益大為雀躍,積極為陳柏瑞奔走、尋求業界支援,當技術成形,陳朝益還介紹陳柏瑞到美國英特爾實驗室試做產品。
擁有賽車選手執照的的陳柏瑞,被好友林育立形容是一個「很衝、很敢做」的人,「要做,就要做最好的,用命去換也在所不惜,」好強的陳柏瑞做起實驗來,不吃不喝、不眠不休,團隊也常開會到凌晨4點。
為了做測試、跑數據,陳柏瑞和林育立兩人幾乎跑遍了台北、新竹各大學實驗室,2000年4月,奈米生技研發出第一片「DNA inside」的基礎晶片,比陳朝益的估計整整早了兩年。

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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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