大逆轉~從工業中國到資訊中國
大逆轉~從工業中國到資訊中國
2008.04.01 | 人物

當你看到這篇文章的時候,中國的上網人口已經突破二億三千萬人,超越美國成為全球最大的上網人口國家。這意味著兩件事:首先,中文作為網際網路上有影響力的一種語言,以及以這種語言為基礎,在網路上所發展起來的中文經濟,地位正式確立(準確地說,僅次於英文);其次,中國在網路上所發展出來的新模式,不管是商業或非常商業的,將會形塑全球網路行業的地形地貌,而不像過去是反過來。
這兩件事來得比預期要早兩年,問題是:中國準備好了嗎?量的增加,能否帶動質的提升?答案不是這麼容易給出,但問題的背景卻是非常複雜。

一九八○年代以《第三波》(The Third Wave)一書衝擊全世界的趨勢專家艾文.托弗勒(Alvin Toffler),將人類社會的演進分為農業文明、工業文明和資訊文明這三階段,並以一九五六年美國白領人口超越藍領人口,作為美國率先從工業文明進入資訊文明的時間分水嶺。

中國進入資訊文明了嗎?這倒是一個弔詭。以從業人口數目來看,中國仍是一個農業社會,絕大多數人仍居住在農村地區;以經濟結構來看,中國是工業社會,GDP主要來自工業產值,並被封為「世界工廠」;從網民數目來看,中國也該被稱為資訊社會。這三種有先後發展順序關係的社會型態,卻巧妙地同時存在目前的中國。

即便二億三千萬的上網人口高居世界第一,但占中國整體人口比例不到二成(美國人口上網比例占整體社會將近八成)。我們只能說,中國還處於從農業文明過渡到工業文明的階段,距離進入資訊文明,還有一段不小的路,但可以肯定這條路會越走越快。

舉例來說,美國進入資訊社會的指標,是從事腦力和專業人口的白領,成為社會的主體,但其後發展出來的整塊資訊工業,則是真正奠定它在全球資訊社會的地位。

一九七○年代,英特爾(成立於一九六八年)發明的微處理器和記憶晶片,為資訊工業打下基礎;一九八○年代,IBM(一九八一年推出個人電腦)應用微處理器和記憶晶片,推出了個人電腦,將資訊工業向前推進一大步;一九九○年代,思科(成立於一九八五年)發明的路由器,將眾多電腦串聯在一起形成網路,原本各自工作的電腦,成為可以互相交流、傳遞資訊的工具;到了二十一世的頭一個十年,在電腦串聯成網路交流資訊的基礎上,Google(成立於一九九八年)成為整理並管理這些資訊的中心。

每一個十年,資訊工業就進入一個新階段,龍頭公司從英特爾到IBM到思科到Google,全部來自美國,這是它作為資訊強國的實力證明,而運用這些資訊技術和產品的企業和工作者,也反映美國整體社會在資訊文明的腳步超前。

中國扭轉資訊逆差
中國正在快速追趕當中。在晶片方面,中國目前還未出現像英特爾這樣的公司。但是在其後的個人電腦,則有聯想(成立於一九八四年);在網路設備方面,有華為(成立於一九八八年);在網路搜尋上,有百度(成立於二○○○年)。儘管在這些公司身上,隱約都有同類型美國公司的影子,但他們走向自主發展的努力,比重也越來越高。

再往下,中國和美國在資訊技術上的差距會越來越小,在創新方面的時差會更接近,這個過程也是將中國由工業文明過渡到資訊文明。只是時間還要多久?關鍵在於中國的「網路世代」何時成熟。

以著有《數位經濟》(The Digital Economy)和《維基經濟學》(Wikinomics)的唐.泰普史考特(Don Tapscott)觀點來看,一九七七年以後出生的美國人,被他稱為「網路世代」(net generation),他們從一出生開始,就在電視、電話和各種家電的環境中成長,上小學時就用電腦,上中學時開始上網,他們的思維和對世界的理解,完全以資訊和網路出發,和上一代截然不同。這群人以及其後的人,自一九九七年陸續進入職場工作並成為主力之後,大幅改變了美國社會的生活、工作、娛樂、文化和價值觀。

中國的網路世代,要比美國晚上至少二十年,所以資訊社會的特徵,以及對原有社會的衝擊,將從目前開始,在十年後達到高峰。

一個融合了三種不同文明在同一時間的社會,彼此交錯會產生什麼樣的新概念,或者互相衝撞造成衝突,都將是先前所未有過的實驗。屬於中國所發展出來的資訊社會模式,對全世界目前五十億還未上網的人口和地區而言,將是更貼近而可以參照的座標,這是更值得關注的變化。

中國和美國在資訊技術上的差距會越來越小,
這過程也是中國由工業文明過渡到資訊文明。
只是時間還要多久?
關鍵在於中國的「網路世代」何時成熟。

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晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局
晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局

在電動車的感測系統、物聯網中的無電池標籤,以及AI伺服器的高速記憶體修復技術中,都有一個極其微小、幾乎難以用肉眼辨識的元件,默默地發揮關鍵作用。它負責確保系統功能的正確運作,並保護資料的安全性。這個不起眼卻不可或缺的元件,就是「單次可燒錄記憶體」(OTP)。

想像一下,當你坐在自動駕駛的電動車裡,這台移動的智慧裝置正以每小時100公里的速度行駛。它的感測系統、電池管理與安全控制,全仰賴晶片裡的數十億個電晶體協同運作。然而在這些肉眼不可見的微觀世界中,有一個被稱為「功能保險絲」的關鍵元件,如果它的數據在出廠後因高溫或電壓變化而悄悄「跑掉」,將可能在高速行駛下可能造成無法挽回的危險 。

當晶片製程往先進節點發展,傳統OTP技術隨製程微縮而暴露出可靠度與壽命的瓶頸。過去在成熟製程表現穩定的方案,進入7奈米或更先進的製程後,讀取壽命竟從理論上的「無限次」驟降至僅能維持數秒,突顯現有技術難以因應先進製程需求,對需要長期穩定運作的車用與工業應用而言是不可承受的風險。作為矽智財供應商的上峰科技,正是專注於這項關鍵技術的代表之一,其專利OTP技術已被應用於車用電子、物聯網裝置、AI與高可靠性工業設備等多個領域,為全球客戶提供穩定且可持續的解決方案 。「我們的目標是讓OTP在先進製程中一樣可靠,甚至比以前更好。」上峰科技創辦人暨董事長莊建祥開門見山地說。

以電遷移取代爆炸,上峰科技重寫OTP的可靠性

不同於傳統電子熔絲(eFuse)依靠高電流「爆炸式」燒斷導體,或反熔絲(Anti-fuse)以高電壓擊穿氧化層,上峰科技的I-fuse®解決方案採用低於熔斷點的熱輔助電遷移機制。簡單來說,就是用較低的電流與電壓,讓金屬原子在導線內緩慢遷移並改變阻值,而不是粗暴地炸斷它。

莊建祥解釋到,不同於eFuse的「爆炸式」斷裂,I-fuse®的方式更像是一種「緩慢推動」金屬原子的遷移,過程溫和卻能精準改變阻值。因為沒有爆炸,自然就沒有金屬碎屑或自我接回的風險,編程狀態因此能長期保持穩定;而在過程中所需的電壓與電流也遠低於傳統技術,無需高壓電路與內建電荷泵,讓系統設計更簡潔、功耗更低。

他進一步談到,I-fuse®還能在讀取過程中模擬燒錄狀態,所謂的"假燒”,產生類似靜態隨機存取記憶體(Static Random-Access Memory, SRAM)的重複讀寫測試模式,對整個OTP區塊進行全面檢測,確保每一顆出廠的OTP在進入車用或其他高安全性應用之前,都已經通過完整的可靠度驗證,以達成"零缺陷”。過去十多年,I-fuse®已在多種製程節點完成驗證,包括成熟製程與高介電常數金屬閘極(High-k Metal Gate, HKMG)節點。2023年,上峰科技也曾宣布I-fuse®成功在12奈米鰭式場效電晶體(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)製程完成矽驗證,不僅延續低成本與設計彈性的優勢,也證明即使在先進製程下,仍能以極小面積支援業界優異的低操作電壓,且無需額外光罩與電荷泵。

不過隨著製程微縮,金屬線寬與高度同步縮小,對爆炸式燒斷的OTP而言是嚴峻挑戰,卻讓 I-fuse®的電遷移機制更得心應手,莊建祥表示當線條越細,越容易在低電壓下完成燒錄,因此上峰科技有足夠的信心能直接從12奈米跨入7奈米,並規劃向3奈米、甚至環繞式閘極(Gate-all-around, GAA)與FinFET架構前進。

計畫助攻跨入7奈米,I-fuse®應用版圖持續擴張

上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
圖/ 數位時代

而這次的跨越,正是因為有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)協助。莊建祥坦言,對規模不大的IP業者而言,先進製程開發風險高、投入成本大,如果沒有外部資源挹注,很難同時負擔研發與驗證。「晶創IC補助計畫」不僅減輕了資金壓力,更讓上峰科技能集中火力解決7奈米製程的關鍵挑戰,包括更嚴格的設計規範與更密集的繞線限制。

「只要製程允許,我們的技術就能做。」莊建祥強調,I-fuse®採用晶圓廠提供的標準邏輯製程材料,不需改變製程或額外光罩,因此對製程轉換的適應速度遠優於其他OTP技術。「別人可能要花三、四年才能適應新的製程架構,我們幾乎可以無縫切換。」

OTP雖小但其用途極廣。在車用感測器中,它是確保不同零件出廠後能進行精準校正的關鍵;在 AI 伺服器與高速運算晶片裡,它能修補記憶體陣列中損壞的位元,延長晶片壽命;在物聯網無電池的裝置中,I-fuse®以極低讀取電壓(0.4V / 1µW)就能運作,適合能量收集環境。莊建祥更明確指出,I-fuse®未來將持續鎖定Wi-Fi裝置、微控制器單元(Microcontroller Unit, MCU)等對低功耗與高可靠性有高度需求的市場,與現有的車用與工業應用形成互補布局。

在全球晶片供應鏈中,OTP 是與輸入/輸出函式庫(I/O Library)、標準單元庫、靜態隨機存取記憶體編譯器(SRAM Compiler) 並列的「四大基礎 IP」之一,幾乎每顆晶片都需要。掌握這項技術,不僅是產品設計的靈活度,更關乎先進製程的導入速度與成本控制。上峰科技的策略是在穩固現有國際客戶基礎上,藉由「晶創IC補助計畫」加速進入7奈米,並持續向更先進節點前進。透過低功耗、高可靠性的 I-fuse®,讓臺灣有機會在先進製程OTP技術上,取得與國際一線供應商並肩甚至領先的地位。

「我們希望成為各種應用場景中,最可靠、最靈活的OTP解決方案。」 莊建祥說。從成熟製程到 7 奈米,從車用到AI與IoT,這顆小小的OTP正承載著臺灣在先進製程中的另一項關鍵優勢。

|企業小檔案|
- 企業名稱:上峰科技
- 創辦人:莊建祥
- 核心技術:專注於OTP矽智財的研發
- 資本額:新台幣2億元
- 員工數:46人

|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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