近五年來,人工智慧(AI)發展已陸續落實到一般大眾生活及產業應用,面對現有各個產業的轉型升級,它們無論在硬體、軟體、演算法、系統、商業模式等,AI都全面帶來快速變革應用,影響遍及個人、產業、社會及國家,目前AI已成為各產業及國家競爭力的重要指標。

產業界普遍認知到AI將是第四次工業革命最大推動力,各國都非常重視AI的發展,21世紀國家產業競爭力的重點在電子資訊,電子資訊競爭力的重點在次世代半導體,而AI晶片更是其中重中之重;各國已紛紛將AI列為國家戰略發展目標,例如,美國於2018年開始了「美國電子復興計畫」,預計未來五年投入15億美元;日、韓等半導體強國也都進行大規模的投資,以搶進全球AI強國之列;另一方面,中國大陸於2017年的「新一代人工智能發展規劃」目標就是企圖於2030年成為世界AI領域的領先者。

AI晶片是AI與半導體高度整合的產品,它正在醞釀一個新興產業的形成,就如同電腦是電子與機械高度整合的產品,幾年後它創造出新興「資訊產業」,台灣有完整的各產業製造體系,正可透過AI晶片垂直整合各產業,製造智慧系統與應用服務,提升各製造業附加價值,現在正是台灣切入裝置端AI晶片市場的最適合時機。

過去AI運算大都在雲端上進行,相關的軟硬體系統皆已由國際大廠所霸佔,台灣的產業難以進入其市場;然而,在低延遲應用需求擴增、雲端傳輸成本過高及使用者隱私考量等原因下,AI運算的需求已由雲端逐漸轉移至裝置端;也因全球進入5G通信時代,AI運算由雲端轉移至裝置端成為可行,半導體技術也必需升級進入次世代半導體時代,目前已知在IC設計上是進入AI晶片;在IC製造上是進入以碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)襯底之碳化矽、氮化鎵IC產品;在IC封裝測試上是進入整合各式不同製程的小晶片(Chip let),再以封裝方式異質整合封裝為一顆晶片,此封裝方式已被視為是摩爾定律趨緩的重要解方。

AI時代,除通用GPU外,設備端和邊緣AI ASIC有望成為下一個蓬勃發展的市場,結合台灣在設備製造和IC設計方面的優勢,我們希望台灣在未來AIoT世界中能扮演自己的主導角色。經濟部預見AI ASIC的重要與挑戰,已支持工研院與美商新思科技(Synopsis)合作建立了一個「AI晶片設計實驗室」,由工研院提供業者整合與驗證服務,新思科技則提供其工具與矽智財,共同合作服務台灣晶片與系統業者設計,降低AI晶片進入門檻,克服進入障礙,至少可縮短30~50%開發時程,並加速AI晶片產業落地;更可協助台灣系統整合業者,得到從分析、驗證到實現的客製化、完整的AI解決方案。

台灣經濟體規模不大,企業不易自行形成新興產業,如果沒有政府的協助與長期持續的支持是不容易建立的;70年代我國半導體產業建立之初,若沒有政府技術引進計畫(1975~1979),就沒有1976年RCA CMOS技術引進;若沒有LSI技術發展計畫(1979~1983),就沒有1979年聯電第一座4吋晶圓廠在台灣設廠;若沒有VLSI技術發展計畫(1983~1988),就沒有1987年台積電第一座6吋晶圓廠;若沒有次微米製程技術發展計畫(1990~1995),就沒有1994年世界先進第一座8吋晶圓廠。台灣半導體產業從1975年至今,一路走來都是政府長期堅定持續支持的成果。

AI晶片是21世紀國家各產業競爭力的領航者,且又將是一個新興產業的啟動者,台灣若想要在21世紀維持各重要產業競爭力於世界勝出,首要是「加強AI晶片人才培育」:要鼓勵並協助廠商參與「AI晶片設計實驗室」自家AI晶片研發,以加速培育台灣廠商AI產品開發能力與AI晶片設計技術養成;再者是「認知AI晶片將是另一個新興產業的啟動者」:此需要政府肯長期、持續、大力、堅固保證支持才會有成,政府要有70年代創造台灣半導體產業的精神與決心,不見成效絕不縮手;三是「成立國家型AI晶片整合應用計畫」:如同過去奈米國家型計畫,AI晶片需要新興架構的記憶體內運算,甚至是類腦的類比運算等,都是必須布局的技術項目,由於這些項目涉及到新興元件的開發、共通介面的制定,都需要國內外,產、政、學、研各領域專家、學者的共同參與合作完成的。

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