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◆ 資料出處：109年度經濟部技術處法人科專成果表揚成果專輯
◆ 獎項名稱：優良計畫獎
◆ 執行單位：財團法人工業技術研究院電子與光電系統研究所
◆ 計畫名稱：物聯網尖端半導體技術計畫(2/4)

【成果簡介】

因應智慧物聯網產品少量多樣的趨勢，此計畫以快速客製化產品，提升異質整合技術及快速AI產業化為目標，發展出整合度高、微型化的物聯網晶片，以符合產業應用需求。藉由本計畫的研發能量連結相關計畫資源，可以縮短研發時程，加速實現市場需求導向的創新半導體應用領域，共同建構臺灣智慧物聯網完整產業生態環境。

【成果介紹】

因應智慧物聯網產業少量多樣、智慧應用多元的趨勢，本計畫配合「晶片設計與半導體前瞻科技」政策，自107年起搭配工業局推動重點，發展新興物聯網應用服務平台生態系統所需之關鍵技術；108年起同時連結AI-on-Chip示範計畫，深化智慧系統與物聯網應用之關鍵技術。

此計畫以快速客製化產品，提升異質整合技術及快速AI產業化為目標，發展國內欠缺的低功耗人工智慧晶片與系統軟硬整合設計技術、新型態記憶體、多功能異質元件縮裝、檢測等高階技術，來因應物聯網各對於晶片整合微型化的需求。

■ 智慧決策晶片 異質整合平台

本計畫聚焦兩大研發主軸，分別是智慧決策晶片與異質整合平台等技術。首先在智慧決策晶片方面，此計畫著力於強化臺灣半導體及晶片設計產業結構，發展臺灣自主的裝置端AI晶片矽智財，提供從IP、軟體、直至平台的AI軟硬整合設計方案。此外並提供下世代人工智慧晶片的可能方案，解決現有MCU待機功率消耗過大的使用瓶頸，提升物聯網晶片附加價值。

在異質整合平台的技術開發方面， 團隊發展「異質整合系統層級多物理設計平台」技術與服務，推團隊鏈結半導體製造業者、封裝與設計自動化等產業生態系的設計流程，另幫助IC設計業者快速評估不同系統應用、晶片架構，以及異質封裝設計下的效能、功耗、溫度與電源穩定性。從初期協助設計技術導入、關鍵封裝製程核心技術自主化，到異質整合元件檢測等，運用臺灣既有半導體研發核心能量，逐步建置異質整合產業生態鏈。

■ 強化臺灣半導體及晶片設計產業結構 加速下世代記憶體與產業鍵結

計畫希望能建立臺灣第一個產業AI化服務架構，以及異質整合產業生態鏈。針對此目標，由於深度學習應用技術舉時俱進，應用情境廣泛，如電腦視覺、語音、本文處理等應用皆可看見AI技術導入，因此，設計符合各式應用需求的深度學習開發平台，以及創新技術開發，著實有其難度。

團隊在不斷經過滾動式修正與探訪廠商實際需求後，最終針對模型訓練與推論加速兩大痛點，進行技術深耕，克服業界在布署高準度模型於嵌入式裝置時，面臨運算效能不佳的問題。所發展的二段超參數最佳化技術、硬體感知模型推論最佳化工具，已對工研院自主研發的AI硬體加速器進行技術加值，並實際應用於IC產業中。再者，團隊並與半導體業者合作新興記憶體開發，協助國內半導體大廠進行下一世代記憶體之先期開發。增加廠商嵌入式記憶體技術能力，間接提升晶圓代工的技術國際競爭間接提升其晶圓代工的技術國際競爭力。

■ 異質關鍵技術自主建立 提高國內產業競爭力

計畫開發異質整合架構設計解決方案，建立系統層級設計平台產業鏈，連結半導體晶圓製造與封測產業，導入異質整合架構設計的系統，逐步建立產業技術標準與協同設計平台，提升物聯網設計能力，大幅提高產值。並橋接國際大廠合作技術，引領國內公司投入開發下一世代殺手級異質整合組裝技術，培植國內產業材料端與設備端在地化設計開發與生產。

計畫透過異質微型元件系統組裝技術開發，整合微型光源、微型感測、微型IC，建構包括生物辨識、生理訊號感測、互動感測等多功平台，串連LED、半導體、感測元件及設備產業，並提供國內感測及自駕車模組低成本、高效能的光達元件及感知運算系統整合，並推動LiDAR新創公司成立。再者，團隊運用異質檢測核心技術，在高速高精度三維異質結構檢測技術上，與國內設備承接商，投入突破性技術開發，透過製程與檢測整合提升效益；期能藉由系統設備導入場域測試，串聯在地產業鏈，共構國產自主產業鏈，使我國得以保有產業優勢。

■ 成功心法Box

於108年度技術暨專利移轉收入新臺幣3,800萬元、委託工服超過新臺幣7,000多萬，促進廠商投資共計15.2億元。

計畫以物聯網所需之半導體關鍵核心技術，協力完善產業生態環境，致力於推動產業AI化為目標，提供業界AI 軟硬整合解決方案；並深化複合感測元件整合之異質整合技術，技術擴散除提供中小企業創新技術能量外；與國內半導體大廠合作建構系統層級架構設計生態系、並與國際領先IDM公司合作開發精細接合技術，並培植在地產業化競爭力；並運用高階檢測及異質關鍵檢測等關鍵核心技術，推動國產化自主產業鏈，強化半導體核心能量。

【專家推薦】

物聯網尖端半導體技術計畫中的兩大分項(各有5小項)皆與智慧電子產業發展趨勢高度契合，且具有時間上的急迫性，然而尖端半導體及人工智慧涵蓋範圍寬廣新穎，技術挑戰層出不窮，要在計畫時程之內有效掌握關鍵技術進而對產業界有所幫助，實在有其難度。研發團隊在經過滾動式修正產業實際需求，釐清當前人工智慧技術癥結後，在有效的管理機制和適時的資源調度之下，如期(甚至提前)完成預定的各項研發目標，因而得到主管機關的肯定，在此恭喜工研院電子與光電系統研究所及參與計畫的所有工作人員。

另外值得一提的是，在智慧電子產業中導入AI應用，目前應該只是剛剛起步而已，期待有關單位對此研發領域積極投入與長期規劃，以國內的世界級半導體晶圓製造廠商為後盾，帶領國內電子產業與世界級領先電子廠商進行技術合作和產業交流，預期成果必定豐碩，對國內產業影響深遠，進而造福全體國人。