CoWoS幕後推手!台積電一部門跑逾1萬次「3D IC模擬」,Ansys為何是省錢神隊友?
CoWoS幕後推手!台積電一部門跑逾1萬次「3D IC模擬」,Ansys為何是省錢神隊友?

隨著AI帶動3D IC與先進封裝技術進入高複雜度時代,晶片設計已不再只是微米級的工程挑戰,而是跨越電、光、熱、應力等多重物理場的全面考驗。

模擬軟體大廠 Ansys 於8月13日舉辦「Ansys Simulation World 2025 台灣用戶技術大會」,不僅展示從奈米級晶片到公里級系統的一體化模擬解決方案,台積電則首度公開雙方在3D IC合作的效能數據、優化策略與未來挑戰。

晶片設計越來越複雜,「模擬」成為降本提效關鍵武器

台積電資深專案經理顧詩章指出,AI應用需求推升了先進製程與先進封裝,這讓模擬系統的重要性快速提升。僅在去年,台積電單一部門就使用Ansys進行超過一萬次模擬。

他解釋,過去3D IC技術的發展路徑較為單純,設計的可預測性較高;如今先進封裝結構日益複雜,像是CoWoS技術即需要將邏輯晶片、記憶體封裝在同一個中介層上,導致細部設計與參數安排變得更加困難,必須依賴精確且高效的模擬系統。

「使用模擬系統可以刺激想像力。」顧詩章指出,模擬系統除了能在設計前、中、後提供協助,幫助團隊在成本可控的條件下選擇最佳材料與結構,也能啟發更多創新構想。Ansys 臺灣技術總監魏培森則補充,模擬系統能有效降低客戶的試錯成本,應對複雜挑戰並加快上市時程。

從微米到公里,解決跨尺度、多物理場的設計挑戰

具體而言,模擬系統能夠如何協助晶片設計?目前3D IC的設計流程,涉及跨尺度(Multi-Scale)與多物理場(Multiphysics)的多重挑戰:

  • 跨尺度:設計時需要顧及微米級的RDL(重布線層)到毫米級的封裝,尺寸跨度極大。
  • 多物理場:幾何面、材料面、狀態面都需同時考量,例如蹺曲、材料塑性、不同製程步驟的結構變化等,並且晶片內部的電、光、熱、應力等,都會互相影響。
Ansys跨尺度、多物理場
Ansys 可處理跨尺度(Multi-Scale)與多物理場(Multiphysics)的模擬。
圖/ 王聖華拍攝

Ansys技術長奈爾(Jayraj Nair)補充,各層級設計結果之間高度耦合,例如奈米級晶片的熱設計會影響毫米級封裝的散熱效率,進而影響整體穩定性與可靠度。因此,模擬工具必須能跨尺度、多物理場同時分析,才能避免問題在量產後才浮現。

奈爾表示,隨著Synopsys與Ansys在今年合併,團隊的模擬能力已涵蓋從奈米級IP設計到公里級城市系統,形成一體化的「Silicon to Systems」解決方案。

模擬,是新製程時代的競爭護城河

在新製程時代,模擬早已不只是驗證設計的輔助工具,而是決定研發節奏與產品競爭力的關鍵環節:更快的運算效能,意味著能在更短時間內完成更多設計方案的比對與驗證。本次技術大會中,台積電花費極大篇幅討論Ansys模擬軟體的效能問題,更加展現產業對於此議題的重視程度。

攤開台積電釋出的數據,透過系統微調與排程優化,在不更換硬體的情況下,Ansys的效能可累積提升60%。但硬體方面卻面臨成長受阻:當CPU核心數增加十倍,效能提升卻不到五倍。

此外,台積電也分享,根據內部測試,在不同的高效能運算(HPC)配置下,Ansys模擬軟體在成本與效能間存在明顯差異,尤其在GPU加速方面尚待加強。以3D IC設計為例:

配置一:單顆CPU搭配一張GPU,在成本增加2倍的情況下,計算速度僅提升1.98倍。
配置二:8顆CPU的純CPU架構,成本僅增加1倍,卻能取得5.6倍的運算效能。

顧詩章指出,公司一向追求99.99%的高標,並期許Ansys能將目前96.8%的客戶滿意度推向極限,他表示未來雙方的合作關係將會更加完整,必須共同解決模擬軟體的效能與成本問題。

綜觀台積電的經驗與數據,模擬效能的提升已不只是單純的工程優化,而是攸關先進製程、封裝研發進度與市場競爭力的核心戰場。如何讓每一分算力發揮最大價值,將成為晶片產業在新製程時代維持領先的關鍵課題。

延伸閱讀:三元能源火災讓台泥痛失110億元!內部調查:30億元消防系統完全失能,董事長帶頭減薪20%

責任編輯:李先泰

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聚焦智慧醫療,汎定科技藉 NVIDIA 新創計畫挹助,加速小心肝 AI 軟體服務開發與全球布局
聚焦智慧醫療,汎定科技藉 NVIDIA 新創計畫挹助,加速小心肝 AI 軟體服務開發與全球布局

汎定科技(FindingsTech)成立於2020年,以力學模擬、人工智慧與數據分析三大核心技術為基礎,迅速在智慧醫療領域打出名號,目前公司的主力產品有二:分別是小心肝 AI(HepatoWell.ai)與 AI Foundry 服務,前者透過 NVIDIA MONAI 為框架的 MRI 影像訓練,開發計算量化脂肪肝程度的 AI 軟體;後者則是因應客戶需求、使用情境提供最佳 AI 架構與解決方案,例如跟豐藝母公司和醫學中心合作開發的 OmniSurgery 手術房 AI 器械盤點平台,用來協助醫院器械供應中心自動偵測與盤點醫療機械設備。

汎定科技之所以會聚焦 AI 醫療影像市場,與創辦人的學經歷背景息息相關。汎定科技總經理許駿鵬表示:「10多年前,我曾在麻省理工學院的電腦科學與人工智慧實驗室擔任科學家,當時的計畫主持人都聚焦在醫療影像跟重症數據分析,在過程中深刻感受到,我們雖然不是第一線醫護人員,但依然可以透過科技實現『曲線救人』。」這段經驗以及教授鼓勵,讓其決定創立汎定科技,目標是以 AI 科學幫助醫療體系更快找到精準答案,無論是物理實驗、醫療輔助判別與撰寫報告都可以即時掌握關鍵發現 (Findings)。

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圖/ 數位時代

卓越的創新與技術能量,不僅於參加 NVIDIA Inception 新創計畫後獲得更多 AI 技術資源,更在2024年獲得豐藝集團的投資支持,正式成為集團旗下成員,接下來,汎定科技除持續深化產品服務,也會透過集團資源、以軟硬整合等方式擴展在醫療產業的服務能量。

聚焦脂肪肝 MRI 影像分析,汎定科技小心肝 AI–HepatoWell.ai– 進入臨床試驗階段

研究機構 Fortune Business Insight 預測,全球 AI 醫療影像市場規模將從2025年的392.5億美元快速成長到2032年的5,041.7億美元,年複合成長率高達44%,其中,「解決方案」類型的產品需求最高,其次才是平台型服務,顯示市場最需要的是能夠真正解決臨床痛點的應用。

在眾多 AI 醫療影像市場中,汎定科技會鎖定脂肪肝 MRI 影像分析、推出小心肝 AI(HepatoWell.ai)的原因有三:

首先是 AI 全自動量化計算肝臟脂肪密度。 全球脂肪肝盛行率高。目前的檢測脂肪肝的方式多為質化判斷不夠精準;即便現行的量化分析,也需要人工圈選。HepatoWell.ai 藉由讀取 MRI-PDFF(質子密度脂肪分數)訊號,AI 自動計算全肝臟體積脂肪分數(VLFF),可更精確的計算脂肪肝程度。

其次是整合新藥臨床試驗平台。 過去脂肪肝無藥物可治療,第一線治療方式多以飲食與調整生活習慣為主。因此,國際藥廠紛紛投入新藥臨床試驗。小心肝 AI 能提供標準化 MRI-PDFF 數據,可整合進臨床試驗工具。

最後是帶動產業鏈發展。 全球專注脂肪肝AI醫療影像的業者極少。小心肝 AI 的出現,讓醫療機構、健檢中心、臨床試驗公司、國際醫材設備商乃至國際藥廠有新的合作選擇,有助於形成更完整的產業生態系。

汎定科技總經理許駿鵬表示:「我們自從2023年7月展開前期研究(Pilot Survey),2025年進入臨床試驗、預計將於今年底完成,明(2026)年正式取證、將小心肝 AI 推向全球市場。」值得特別注意的是,醫療產業特性使然,「有技術」不等於「能落地」,研發實力、客戶需求,以及品牌能見度缺一不可,而藉由 NVIDIA Inception 新創計畫的支援,汎定科技不僅強化了產品開發速度,如以 MONAI Core 選擇適切的演算法、MONAI Label 加速影像標註等,也在品牌行銷與市場拓展上獲得關鍵性的極大推力。

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以2025年獲邀參展 COMPUTEX InnoVEX 大會中的 NVIDIA Inception for Startup Pavilion 新創展區為例,汎定科技在展會期間收到超過100個客戶諮詢,會後有逾50家潛在客戶表達興趣,其中10多家已進入洽談階段,對正在推進的臨床試驗與未來市場擴張極具幫助。「我們的計畫是在取證後三年將小心肝 AI 推向20家健診中心,並且積極發展亞洲市場商機,而後再一步一腳印地擴展歐美市場。」關於小心肝 AI 的未來規劃,許駿鵬如是說道。

善用集團與 NVIDIA 技術資源,加速智慧醫療布局

在加入 NVIDIA Inception 新創計畫後,新創團隊可在 NVIDIA Inception 新創計畫網站清楚寫下產品服務等資訊,NVIDIA 全球各個部門便都可以查詢到新創團隊資訊,更有機會取得 NVIDIA 軟體產品的早期試用(Early Access),並能免費下載使用各種 NVIDIA 軟體套件(SDK),以及受邀參加地區活動曝光等。至於新創公司擴展最重要的資金環節,新創團隊則可透過 Inception Capital Connect 與全球 NVIDIA Inception VC Alliance 創投夥伴接觸,加速募資流程。

汎定科技與豐藝集團即是透過 NVIDIA Inception 新創計畫而結識。

豐藝集團策略長陳少翎表示:「汎定科技擁有絕佳的技術實力與發展潛力,瞄準的市場與豐藝集團的布局方向一致,很快就決定投資團隊。目前雖由豐藝集團100%持股,但仍維持汎定科技的獨立營運彈性,鼓勵其以新創速度深耕市場,同時,透過鏈結集團資源等方式深化對智慧醫療產業的佈局。」舉例來說,當豐藝集團與 GE、飛利浦、西門子等全球醫療大廠進行產品藍圖與市場規劃討論時,也會同步介紹汎定科技的產品服務與實務經驗,進而創造更多跨國合作的可能性。

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圖/ 數位時代

展望未來,汎定科技除持續推進小心肝 AI 的產品與市場布局、也將與 NVIDIA Inception 新創計畫更緊密連結到全球新創與創投網絡以強化產品的海外布局,也會透過跟集團子公司與客戶合作等方式,更好布局未來市場。

NVIDIAxFindingsTech
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