工商社论》洞察AI晶片的本质及与新兴产业发展之关联

工商社论

近五年来,人工智慧(AI)发展已陆续落实到一般大众生活及产业应用,面对现有各个产业的转型升级,它们无论在硬体软体演算法系统商业模式等,AI都全面带来快速变革应用,影响遍及个人、产业、社会及国家,目前AI已成为各产业及国家竞争力的重要指标。

产业界普遍认知到AI将是第四次工业革命最大推动力,各国都非常重视AI的发展,21世纪国家产业竞争力的重点电子资讯,电子资讯竞争力的重点在次世代半导体,而AI晶片更是其中重中之重;各国已纷纷将AI列为国家战略发展目标,例如,美国于2018年开始了「美国电子复兴计划」,预计未来五年投入15亿美元;日、韩等半导体强国也都进行大规模的投资,以抢进全球AI强国之列;另一方面,中国大陆于2017年的「新一代人工智能发展规划」目标就是企图于2030年成为世界AI领域的领先者

AI晶片是AI与半导体高度整合的产品,它正在酝酿一个新兴产业的形成,就如同电脑是电子与机械高度整合的产品,几年后它创造出新兴「资讯产业」,台湾有完整的各产业制造体系,正可透过AI晶片垂直整合各产业,制造智慧系统与应用服务,提升各制造业附加价值,现在正是台湾切入装置端AI晶片市场的最适合时机。

过去AI运算大都在云端上进行,相关的软硬体系统皆已由国际大厂所霸占,台湾的产业难以进入其市场;然而,在低延迟应用需求扩增、云端传输成本过高及使用者隐私考量等原因下,AI运算的需求已由云端逐渐转移至装置端;也因全球进入5G通信时代,AI运算由云端转移至装置端成为可行,半导体技术也必需升级进入次世代半导体时代,目前已知在IC设计上是进入AI晶片;在IC制造上是进入以碳化矽(SiC)、氮化镓(GaN)衬底之碳化矽、氮化镓IC产品;在IC封装测试上是进入整合各式不同制程的小晶片(Chip let),再以封装方式异质整合封装为一颗晶片,此封装方式已被视为是摩尔定律趋缓的重要解方

AI时代,除通用GPU外,设备端和边缘AI ASIC有望成为下一个蓬勃发展的市场,结合台湾在设备制造和IC设计方面的优势,我们希望台湾在未来AIoT世界中能扮演自己的主导角色经济部预见AI ASIC的重要与挑战,已支持工研院与美商新思科技(Synopsis)合作建立了一个「AI晶片设计实验室」,由工研院提供业者整合与验证服务,新思科技则提供其工具与矽智财,共同合作服务台湾晶片与系统业者设计,降低AI晶片进入门槛,克服进入障碍,至少可缩短30~50%开发时程,并加速AI晶片产业落地;更可协助台湾系统整合业者,得到从分析、验证到实现的客制化、完整的AI解决方案

台湾经济体规模不大,企业不易自行形成新兴产业,如果没有政府的协助与长期持续的支持是不容易建立的;70年代我国半导体产业建立之初,若没有政府技术引进计划(1975~1979),就没有1976年RCA CMOS技术引进;若没有LSI技术发展计划(1979~1983),就没有1979年联电第一座4吋晶圆厂在台湾设厂;若没有VLSI技术发展计划(1983~1988),就没有1987年台积电第一座6吋晶圆厂;若没有次微米制程技术发展计划(1990~1995),就没有1994年世界先进第一座8吋晶圆厂。台湾半导体产业从1975年至今,一路走来都是政府长期坚定持续支持的成果

AI晶片是21世纪国家各产业竞争力的领航者,且又将是一个新兴产业的启动者,台湾若想要在21世纪维持各重要产业竞争力于世界胜出,首要是「加强AI晶片人才培育」:要鼓励并协助厂商参与「AI晶片设计实验室」自家AI晶片研发,以加速培育台湾厂商AI产品开发能力与AI晶片设计技术养成;再者是「认知AI晶片将是另一个新兴产业的启动者」:此需要政府肯长期、持续、大力、坚固保证支持才会有成,政府要有70年代创造台湾半导体产业的精神与决心,不见成效绝不缩手;三是「成立国家型AI晶片整合应用计划」:如同过去奈米国家型计划,AI晶片需要新兴架构记忆体内运算,甚至是类脑的类比运算等,都是必须布局的技术项目,由于这些项目涉及到新兴元件的开发、共通介面的制定,都需要国内外,产、政、学、研各领域专家、学者的共同参与合作完成的。