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AI、5G加速大数据分析 运算技术成发展关键

AI、5G加速大数据分析 运算技术成发展关键

人工智能(AI)与5G等科技加速了处理大数据与分析的速度,在芯片上加上AI功能的各式AIoT芯片与装置需求大幅攀升,工研院指出,面对新一代芯片少量多样与多元需求特性,传统芯片设计模式将转变为小芯片系统设计,或是走向微缩制程的路,才能解决庞大数据在高速运算过程中,兼顾运算效能且降低耗能,下时代存储器技术也就成为发展关键。

工研院电子与光电系统研究所所长张世杰指出,因应整车智能化、自动驾驶、IoT等与AI有关的新应用兴起,下时代的存储器,目前普遍朝向改变过去储存电荷来存取数据的方式,而改以电阻式(Resistance-based)为基础,藉由改变储存状态机制解决制程上的限制,支持高速存取、大容量、小体积、低功成为下时代存储器,甚至元件的共通目标。

工研院为此也发展出AI芯片软硬件设计平台技术,也与台湾相关IC设计及晶圆厂合作开发下一代Chiplet-based AI芯片,开发出更快、更耐久、更稳定、更低功耗的磁性存储器(MRAM)与铁电存储器(FRAM),将先进存储器应用在存储器内运算,突破既有运算上数据需要由存储器传输至处理器运算后再传回存储器的运算方式,直接在存储器内做运算处理,节省数据搬移过程中的功耗,同时加快运算速度,大幅提升运算效能达10倍以上,带动更多元化的半导体供应链的商业模式发展。

工研院于2021年底也携手阳明交通大学发表领先全球的铁电存储器,除了能同时达到极低操作与待机功耗要求,更开发出可微缩于28纳米以下的关键技术,能同时达到极低操作与待机功耗的要求,未来更可应用在人工智能、物联网、汽车电子系统,加速产业跻身下时代运算技术领先群。

不仅如此,双方也将发表将存储器技术应用于退火加速运算的成果,以量子启发式(Meta-Heuristic)计算演算法开发出全球第一颗存储器内退火加速芯片,较既有运算速度快万倍,可被视为未来量子电脑的杀手级应用,广泛应于半导体制程、生医基因定序、金融商品、物流排程上,加速产业落地与创新。

工研院也表示,将在2022年再次携手清华大学发表全球最高的能效存储器内运算加速芯片,未来将可应用在语音识别蓝牙耳机,影像识别、智能门锁、智能摄影机、人脸识别、手势识别等应用中,藉由跨域合作加速产业落地与创新应用,抢攻元宇宙新商机。

此外,随着产业环境竞争日益激烈,高速、高智能的检测技术已是现代化产线高产能的关键,在大数据分析、边缘运算与人工智能协助下,许多半导体业者都从自动化迈向「智动化」,以智能化提升产能与竞争力。

因应市场需求,工研院为此研发出「AI人工智能设备预诊断技术」,有如产在线的智能纠察队,在建立一套完整的数据库后,在产线直接判读瑕疵,解决传统人为检查失误或品质不均问题。

解决问题时间从30天缩短成1-5天,成功提升半导体制程良率,未来可提升包括频率元件生产制造厂、多晶模块微小化构装制程厂、碳化硅片检测、AiP载板检测、半导体先进封装测试检测等产线弹性化生产,促使产品在试量产阶段即可提早上市。该技术已导入全球半导体公司,抢攻全球智能生产与制造庞大商机。


【本文由Fii新加坡商鸿运科股份有限公司台湾分公司赞助,DIGITIMES独立报导】


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