聯發科技演講 下世代IC發展趨勢
疫情讓人之間距離漸遠，但科技發展還是希望加速社群互動，透過元宇宙結合大頻寬的通訊IC，特別邀請擅長此領域的聯發科鄭嘉珉博士介紹IC的前瞻發展。去年大家討論AI 5G，今年則是元宇宙的元年，博士提及自己當年就讀圖學相關，加入聯發科才碰觸半導體產業，然而近年AR、VR的蓬勃發展，由圖學轉為Computer Vision符合時下的潮流，利用少量圖片達到人臉重建，從此開創手機相機的延伸應用，甚至近幾年多鏡頭的發展帶動AI輔助數位化轉型。
半導體界深信摩爾定律，可以預期未來趨勢，AI將會變成國防重要的技術，早期1980年代，進入網際網路世代，2000年轉為移動網路，3G手機文字傳送，接著4G可以傳送影片，2020頻寬增加算力加速，在行動中達到網路傳輸便是未來的關鍵技術。博士提問現場學生”What is Metaverse? “學生主動分享VR心得，點出現階段無法達成身歷其境的缺點，儘管仍有很大的發展空間，卻不可忽視元宇宙的多項好處，Metaverse即為進階版的網際網路，可以買賣，組織社群，或是遊戲擴增，博士還展現了各種元宇宙人與人互動場景，包含購物或開會，從簡易文字傳送，之後是影像互動，最終實現虛擬化身，目標是達到去中心化，市場規模上看年產5500億。
看似是軟體的大市場，鄭博士點出莫忘IC的支撐尤為重要，感測器的多工發展以及延遲的改善正是人們要實際面對的問題，臺灣扮演重要的半導體重要地位，20%的佔比是國際不可或缺的角色，最後也勉勵大家能夠裝備自己，掌握時代脈絡，在人才濟濟的世代創造未來。
探索ICS組研究領域
為了能配合臺灣產業發展，依照傳統安排教授親自向學員們介紹不同實驗室的研究方向，分為數位與類比兩大組，縱觀臺大ICS組的全貌。
吳安宇教授(數位組)
首先由創辦營隊的吳安宇教授介紹數位IC的產業，科技跟著潮流前進，3C產品充斥在人的周遭(Edge)，人流轉換為電子流，供不應求使面板缺貨，最後轉為錢流，其中晶片扮演的角色日趨重要。美國不讓EDA tool進入中國供應，半導體儼然已成為軍事戰略物資。下世代晶片包含6G通訊晶片，結合多天線運算波束成型(Beamforming)以及特定頻段的數位設計，從被動處理變成主動的智慧化流程，讓神經網路(Neural Network)結合傳統影音資料，然而雲端非常耗能需要良好的散熱系統，ICS組的主要目標就是將晶片縮小化到Edge端，短小輕薄才能符合移動的需求，客製化讓系統廠看到IC提供的差異性。數位組的工作就是在台積電提供的先進製程的優勢下，讓晶片縮小仍能塞入更多功能。整個流程包含RTL 硬體描述的語言達成特定功能，接著合成(Synthesis)完再部局(Layout)才能完成製造，也能透過FPGA版提供有趣的面板應用。最後總結時提及人類的世界其實非數位，但當我們轉換為0/1能更方便傳輸及與機器溝通，吳教授比喻IC產業就是一顆雞蛋，蛋黃是數位設計實現多工，而蛋殼通往外面就是需要類比的結合轉換，臺大電子所都有包辦，也蓋覽了六個不同教授的實驗室主題，勉力學員們維持熱忱，就等著最佳的人才讓工具發揮出最大的極限。
李泰成教授(類比組)
接著由李泰成教授闡述類比組銜接的重要性。雖然用蛋殼比喻類比IC只佔10%，但其中的轉換器(Converter)和感測器(Sensor)卻是不可或缺的研究，再次強調人類世界並非數位，沒有類比就無法和機器溝通，高速的感測器更是關鍵少數，電路基本發展都是由類比產生，早期通訊的頻率調變收發器，至當今將軟體無線電的概念轉為實體電路，人類希望將複雜的電磁波變成數位化，這就是類比扮演的角色。數位在理想的世界中希望電路越小越好，但類比由實際的電感電容組成，先進製程不是評斷的標準。儘管現在類比實驗室多，學生仍很缺乏，以近年熱門的真無限藍芽耳機為例，為何產品的銷量有所差別，如同菜市場的炒飯和高級飯店有差，人耳其實很敏感需要高解析度和降噪功能，甚至是額外的觸碰感應，整個產品包含射頻感測器、 資料轉換及藍芽收發，類比的目標就是在電量有限的資源限制下，盡力將每個環節最優化。教授同樣也介紹眾多的師資群，除了一直都在深入探討的題目如鎖相迴路、功率放大器，也包含近幾年投入的新血實驗室，主題延伸至TeraHz 6G晶片以及生醫領域。最後教授也呼籲只有類比能做到無線傳輸，生活中充斥的也都是類比，而願意在一個小題目專精研究的就是臺灣培養人才的精神，希望學生先審思自身的興趣，做的久才能做的好。
深入巡禮 一探臺大電子所實驗室精華
除了透過教授講述數位類比的概念，還特別安排在今年新落成的學新樓中架設各實驗室的攤位巡禮，讓小隊員能針對自身感興趣的主題深入探討，同時認識當今的研究趨勢。展示會場是由和聯發科技合作的公共空間，每個實驗室架設海報攤位，小組輪流參觀，也能針對和研究生的諮詢做進一步的探討。
巡禮的過程，小隊員在專注聽完學長姐們介紹後，也能透過一對一的問答深入主題，以及請益未來的研究方向，幫助對申請研究所還有疑慮的學弟妹們指引方向。類比的實驗室攤位共有七間，簡俊超教授的實驗室以射頻電路為主，近期和生醫領域結合開發藥物檢測和人體晶片的研究，而陳信樹教授主要研究高解析度的ADC和直流轉換器，利用電流效應來達到多輸出。林宗賢實驗室提到並未所有電路都需要高頻，根據它們的應用領域包含氣體成分分析、癲癇感測會有不同頻段的技術，而陳景然實驗室以Power IC為主，研究如何在低成本的限制下做到良好的電力電子控制。另外也有李泰成教授主打的高速電路，用簡易化的圖示和學員強調電路的特點及操作原理，同樣李俊興教授除了研究主流的毫米波和射頻元件，也包含蛀牙檢測和影像辨識的有趣實作，至於劉深淵教授最著名的鎖相迴路研究擁有眾多人力資源及成熟技術。儘管類比晶片的原理深且廣，小隊員仍然積極把握和學長姊的問答機會，接觸更多不同的選擇。接著來到的數位的攤位，今年有四個實驗室介紹，吳安宇教授包含三大主題: 探討CIM(Computing in memory)的非理想效應、智慧反射面板輔助的通訊系統以及下世代的智慧物聯網應用。而闕志達教授近年專攻兩大領域，其一為波束成型的演算法開發，另一則為運用於人工智慧的硬體加速設計。楊家驤實驗室的博班學長介紹自身的研究成果，從初期的動機、硬體架構分析模擬到最終的晶片實現。最後還有同時跨足數位類比的劉宗德實驗室，類比有Variation sensor的研究，而數位包含睡眠偵測及硬體加密的新興題目。在短短的一個下午，學員們透過濃縮的研究成果更加了解臺大電子所的深厚實力。
除了參觀電子所的技術成果，小隊輔還帶著學員們參觀臺灣大學有名建築打卡拍照，例如傅鐘、醉月湖以及總圖，在校園巡禮的過程中，不但能促進小組交流，也能再多欣賞臺大具有歷史淵源的特色景點。
前進半導體工廠 體驗臺灣IC產業的開發環境
第二天一早安排參觀雙北唯一的半導體公司南亞科技，由於進出公司時要先通過金屬門的管制，學員體驗偽出國的興奮感，暫時脫離手機的束縛，好好一探臺灣科技公司如何運作。
首先由吳志祥副總介紹記憶體的趨勢，從1970年代到現在，電晶體依照摩爾定律進步，記憶體的速度需求來到了GHz等級，在這資訊量爆炸的世代，硬體的支援並未跟上，需求仍持續擴增，再加上臺灣得天獨厚的地理位置，讓儘管只專注做DRAM的南亞科技，都能有龐大的市場。副總也點出不同記憶體的優缺點，有淺入深，其實DRAM的應用不只充斥在各種3C產品間，甚至連無形的雲端服務都有間接使用，這些都是公司近幾年蓬勃發展的主因。他們更強調人才的培育，尤其是配合時代的AI課程，多元、小眾的服務都有提供，致力於專注自身優勢。注重誠信、效率及價值的三大原則，培育員工的當責性，能夠積極主動進步，也透過定期的志工、運動或是淨灘活動，凝聚向心力，可以由臺大畢業正在任職的學長分享會中感受他們對公司的歸屬感，提供學員們更多的選擇。
接著透過近距離的參觀無塵室，感受半自動化的製造過程，大大小小各司其職的天車，以及嚴格掌握品管的員工們，令學員們都看得目不轉睛。另外也體驗了應有盡有的健身房及球類設施，認知到工作與健康並行的重要性，盡管只有短短半天的行程，卻能一窺晶片設計的實際誕生，見證臺灣IC產業上下游的缺一不可。
短時間腦力激盪小組專題火花
第一天下午由教授發表六個時下晶片設計主流的議題，讓組員們在僅僅不到一天的時限下，去蒐集相關資訊及未來面臨的挑戰，讓來自不同學校的學弟妹們把握一分一秒交流彼此想法，連吃飯、休息及搭車的空暇時間都不放過，激盪良性競爭。
第一組MetaVerse IC
對於元宇宙分析有相對應的IC需求，包含高效運算能力、較低的延遲以及解決低功耗的問題。在運算上有同步計算、分工以及雲端連線等。低延遲方面可以利用Wifi6達到高速，也能有較好的電源效率，在高頻寬達到良好的吞吐量。接著他們分析在元宇宙中如何使IC得以搭配，數位孿生(Digital twins)要能將實際的物體的狀況同步建模，因此需要IC的高精確，甚至能讓廠商模擬產品生命週期預估，利用反饋來提升晶片設計流程達到更精準的應用，然而相對應的缺點為需要大量的資料運算，也需要長期大量的資料收集。
第二組 車用電子IC
臺灣車禍事故龐大，目前有的應用包含利用雲端分析路況達到最佳路況回傳，或是車與車的傳輸減少雲端連接的延遲，解決訊號較差的地方無法傳輸問題，實際面例如救護車可以自動排開車流堵塞問題。目前晶片需求: 延遲小、低耗能及寬頻RF 晶片，臺灣已有初步嘗試。人機介面連通人與車，透過觸控、語音或是手勢與機器溝通，各種驅動、DSP、顯示或控制IC集於一身。先進駕駛監測系統，透過感測器讀取類比訊號，再轉為數位訊號處理，此組詳細介紹不同功能晶片的廠商、對應應用及相關技術。未來利用更高的自駕系統及精準的感應器，能有更符合社會的應用。
第三組 運動科技與IC
穿戴性裝置的優點體積小攜帶方便，更能凸顯IC特點。其中應用有智慧襪子，利用足底的感應器能校正選手姿勢，運動型的裝置有效幫助運動員，但遇到的問題為防水、待機問題，以及要解決充電不易的狀況。接著他們審視電路面對問題，近年提出軟性電子的新材質，柔軟導電材料可以解決服貼、舒適度問題，還能搭配3D技術。總結目前主要缺點為續航力問題，需要低功耗元件，希望結合多種技術輪替電力資源。
第四組 健康醫療電子與IC
此組首先展示在腦中植入微型晶片，可以透過成分變化提早預防疾病發生。舉例血糖偵測隱形眼鏡有效的監控患者的血糖濃度，在病發時即時給予藥物注射，還能搭配射頻技術回傳病例給醫生。其他還包含憂鬱症治療晶片的應用，偵測微量電流阻擋物質影響腦部。接著他們分析醫療電子的商業價值，患者急遽增加，還能減少長期用藥成本。在後疫情時代，需要降低接觸風險，臺灣缺少大量數據，但有實際的零組件，希望能改變傳統醫療方式。
第五組 美國晶片法案對臺灣的影響
美國目前遇到晶片生產力下降的問題，保有先進製程才能在國際地位維持軍事戰力，於2021年制定法案激勵半導體輔助，希望改善競爭力下降以及供應鏈中斷的問題。晶片法案補助晶圓廠刺激產業方展，會減少與臺灣的差距，使臺灣失去大陸市場，若臺灣接受美國補助，其他製成會減少市場供應。Chip4為美國希望透過與日本、韓國及臺灣聯手對抗中國，美國能獲得先進製程，該組分析相較之下臺灣的正面效果有限，無法維持政治中立，日本僅提供原物料，而韓國可能失去中國龐大市場。中國原先在製程就有落後，不同中上下游公司會受到該法案的影響，也雙面考慮臺灣同意法案的利與弊。
第六組 智慧型手機大廠 軟體公司布局IC設計
客製化設計減少額外支出和縮短設計週期，包辦上中下游，能獨佔壟斷影響全球發展。手機大廠跨足IC設計，Apple配合自家軟體生態鏈，中國政府支持，TPU/NPU。而軟體公司，Tiktok短影片的大量需求，需要有客製化的晶片配合。他們探討該類型公司面臨問題有以下，不如傳統IC大廠細緻穩定、不易取得先進製程，和大量成本無法取得對應獲利。同時臺灣現況以海外訂單為主，缺乏本土手機大廠支持。也提到未來獨佔性的重要，要能結合自身手機開發，才能擺脫代工廠的窘境。
聽完六組精彩的報告後，林宗賢教授總結說到，IC Summer Camp每年都有安排，即使有制定題目，學生透過短時間腦力激盪，都會有驚喜的方向與深入探討，而小隊員也展相超出原本預期的成果，展現不同的切入點以及新的概念。吳安宇教授也開心提到，初次利用12分鐘報告，如何在短時間上展現主題的重點，敘述的技巧，即使挑高難度的主題，多組都能掌握的不錯，同樣的，廣泛的題目也能抽絲剝繭報告晶片的相關性，這次的結果經驗，新生代的學生接觸的資訊多，能在半天的時間內快速收斂令師長都很驚艷。最後也歡迎大家在九月參加研究所甄試，同時把握重點科技學院的入學機會，也感謝學員們讓大家吸收不同的資訊。
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