劉深淵、吳姿儀
為提升我國工業基礎技術能力與產品精緻度，由科技部工程技術研究發展司所推動的「深耕工業基礎技術專案計畫」，主要目的是鼓勵學術界及企業界共同成立「基礎技術研發中心」。針對專案選定之製造業中具有高度共通性、高技術挑戰性、高預期經濟影響力以及潛在應用市場廣泛之工業基礎技術，結合學術與產業研發能量，並以「精益求精」的角度來積極發展基礎技術，以厚植我國產業技術能量，提升工業基礎技術水準，並強化產業長期競爭力。
隨著國際經濟競爭下，國家的總體產業升級日趨重視，其中高階量測儀器的技術需求甚殷。有鑑於此，國家科學委員會(現升格為科技部)在2013年通過本計畫成立高階量測儀器基礎技術研發中心(Research and Development Center for High-end Measurement Equipment)。此中心坐落於台灣大學電機二館327實驗室，我們根據高階量測儀器所需要的關鍵電路技術，進行其相關課程改進，針對相關技術進行有系統研究，開發出各項高階量測儀器之基礎技術，並培育出相關人才。課程改進部份，加強實作內容與結合產業需求，並邀請國內各重量級廠商的高階技術專家共同授課，以期結合理論與實務，培育出適合的高階技術人才。另外舉辦電路設計競賽使同學與相關業界專家，有一個技術交流平臺，以期提升技術，並使同學多接觸相關產業界。高階量測儀器所需要的關鍵電路技術包含運用於寬頻主動式高阻抗探棒之寬頻低雜訊放大器研發，高速、低抖動時脈信號產生器與數位校正技術之研發，以及內建寬頻追蹤與保值電路的高速類比至數位轉換器與其校正技術之研發。
本中心預期發展寬頻(≥2GHz)，高速(≥ 10GS/s)之高階量測儀器系統之關鍵電路技術。根據各位教授之專長及研究興趣方向分工，總計畫與各子計畫間擁有良好的互動與豐富之研究成果。陳怡然教授與林宗賢教授負責子計畫一，運用於寬頻主動式高阻抗探棒之寬頻低雜訊放大器研發，並具有協同數位校正技術。子計畫二由劉深淵教授與吳安宇教授負責，發展高速、低抖附件一動時脈信號產生器與數位校正技術，例如類比與數位鎖相迴路，可達成高速、低抖動之時脈信號輸出。陳信樹教授與李泰成教授將執行子計畫三，將設計一個頻寬大於2GHz 的追蹤保值電路與類比至數位轉換器，且此轉換器將會利用時間交錯的技巧來合成10GS/s 的規格，並設計校正電路來提升取樣電路與轉換器的效能。總計畫與子計畫關係圖，如圖一所示。
圖一、總計畫與子計畫關係圖
為達成「厚植核心知識，掌握發展根基」的深耕總目標，本中心依照「技術開發」、「業師授課與實作人才」、「研發紀錄與知識管理」、「展學合作與技術轉移」、「專利申請」、「技術競賽與成果發表」共六大面向作為執行重點。計畫總目標達成示意圖，如圖二所示。
圖二、計畫總目標達成示意圖
以下以六大面向簡單介紹2013、2014兩年內之重要計畫成果：
1. 技術競賽、成果發表會
本中心每年9月於電機二館舉行「運用於高階量測儀器之積體電路設計競賽」，以及於博理館201會議室舉行成果展示發表會。為鼓勵學校師生團隊熟悉高階量測儀器技術之運用，厚植核心知識，促進相關人才之培育及產出，競賽分為類比、數位電路設計兩組，兩年共吸引全台9所公私立大學組成47組競賽團隊參加。圖三為競賽實況，103年9月12日在台大電機二館144、103室分別舉行類比與數位電路設計組比賽。圖四為成果發表會頒獎典禮，103年9月19日於博理館201會議室得獎學生再次展示其研究內容、得獎心得，並於會場由計畫主持人劉深淵教授頒發獎狀與獎金。
圖三、競賽實況
圖四、成果發表會頒獎典禮
2. 專利申請
於2013年，在國內專利申請部分已經提出除頻器可關閉的低功率倍頻延遲鎖定迴路、低功耗及高增益之向量調變器等6件，國外專利部分已經申請Successive Approximation Analog-To-Digital Converter、 Phase-locked loop capable of fast locking等6件。於2014年，國內申請高增益之向量調變器、類比數位轉換裝置等5件，國外申請System and method for learning concept map 1件。每年有6件以上的專利申請，將有助於提升高階量測技術所需之技術。
3. 技術開發
本計畫包含三個子計畫，整個計畫預期四年完成寬頻(≥2GHz)，高速(≥ 10GS/s)高階量測儀器系統之關鍵電路技術。本研究團隊包括劉深淵教授、陳怡然教授、吳安宇教授、李泰成教授、林宗賢教授以及陳信樹教授。總計畫主持人劉深淵教授具有多次主持科技部計畫的豐富經驗，具有多年的高速類比及混合訊號電路的研究經驗；陳怡然教授與林宗賢教授在寬頻低雜訊放大器的領域成果豐碩；吳安宇教授在數位校正技術方面具有相當豐富的經驗；陳信樹教授、李泰成教授在寬頻追蹤與保值電路的高速類比至數位轉換器與其校正技術之領域有相當豐富的研究成果。另外，本研究團隊與國內外的研究機構都有互動，在民間的積體電路設計與系統設計公司也有很多的研究互動及合作計畫。圖五為2014計畫預計達成技術突破目標，均已全數達成。
圖五、2014技術突破目標
4. 業師授課、實作人才
為培育高階量測基礎技術人才，我們以學期為單位，開設射頻積體電路設計、鎖相迴路原理及應用、高等類比積體電路設計三門課程，並邀請服務於聯發科技、台積電、智原科技、群聯電子、安捷倫、聯陽半導體、羅德史瓦茲、太克科技等業界專業人士到校教授專業課程，每門課程約40名學生，每年本中心培育100名碩士生、20名博士生，增進其實作能力。
在產業界方面，業界有機會到校推廣該企業之公司理念，連帶吸引有相關興趣的優秀人才進入該公司服務；在研究生方面，業界將最先進的技術概念傳達給研究生，提供珍貴的公司研發資訊，研究生透過業師指導，將能朝更有展望的研發主題進行研究。
5. 研發紀錄、知識管理
研究生每月負責記錄實驗日誌，清楚記載研發過程，包含記錄日期、完成之研究內容、尚須突破技術、研究成果實用性等，並使研究生了解研發紀錄與知識管理、專利申請權益之間的重要性。本中心每月由碩、博士生25人負責記錄研發紀錄簿，並經由教授認可後，逐步紀錄研究動態，儲備研發能量。
6. 產學合作、技術轉移
高階量測儀器的技術發展刻不容緩，而廠商實際扮演了補足產學界之間缺口的重要橋樑角色，以提升產學界研發技術的效率。對於廠商而言，短期內廠商將實際製程上所遇到的技術問題與學界討論，請學界解決迫切問題；長期間廠商借助學界具有前瞻性的研究突破技術，預期未來具備經濟價值的開發商品與技術提升。對於學界而言，廠商提供豐富的研究經費，使研究得以持續進行與深入。本中心於今年度與創惟科技股份有限公司簽訂產學合作合約；與創惟科技股份有限公司、聯詠科技股份有限公司簽訂技術轉移；衍生之產學合作則包含晨星半導體股份有限公司、矽創電子股份有限公司、台灣積體電路製造公司、群聯電子股份有限公司、奇景光電股份有限公司、聯詠科技股份有限公司；另外聯發科技股份有限公司每年提供研究經費。
計畫執行屆今已兩年時間，在三個子計畫中投入許多優秀的研究人員致力於發展高階量測系統之開發，豐碩的研究成果，在晶片製作、量測等方面皆按照目標一一實現。此外，靈活運用產學合作、技術轉移與衍生服務的型態與產業界合作，結合學界技術與業界資源，克服實務上面臨的技術挑戰，推動產業升級。在目前全球激烈競爭環境下，期許以本中心為首匯集產學界研發能量，朝向關鍵性技術扎根，精益求精，期許十年磨得一把寶劍，為台灣電機電子產業開闢一條康莊大道。
劉深淵，1991年國立臺灣大學博士，現在本校電子所所長、本校高階量測儀器基礎技術研發中心主任。
吳姿儀，現為本校高階量測儀器基礎技術研發中心研究助理。