李泰成

一、前言

在2018年為強化我國半導體產業於人工智慧終端(AI Edge)核心技術競爭力，前科技部部長陳良基部長啟動為期四年的「半導體射月計畫」，透過射月計畫的執行，引燃臺灣學界在半導體晶片設計領域長期經營且居國際領先地位的能量，創造出成為世界標竿的成果。

↑ 射月計畫啟動記者會暨計畫說明會

 

二、射月計畫介紹

臺灣在半導體及晶片設計產業，長年以來居世界領先地位，具備雄厚的元件開發、晶片設計及半導體製造基礎。爰此，科技部配合國家政策投入研發資源，規劃整合學界研發能量與資源，於2018年啟動半導體射月計畫，研究重點聚焦於六大研究領域： 1. 前瞻感測元件、電路與系統 2. 下世代記憶體設計 3. 感知運算與人工智慧晶片 4. 物聯網系統與安全 5. 無人載具與AR/VR應用之元件、電路與系統 6. 新興半導體製程、材料與元件技術。

射月計畫厚植產業優勢方面，提升人工智慧終端技術之競爭力。有鑑於產業強調高度整合與多元應用，需進行異質晶片、元件、通訊與應用服務之整合， 晶片與系統設計扮演重要角色，故本計畫聚焦六大領域關鍵技術研發，凝聚學界研發能量 與資源，並由國家實驗研究院台灣半導體研究中心支援各項研究主題，提供學界晶片設計 服務、元件製作及環境建置、產業共同合作等，藉以建立關鍵自主技術及提升附加價值， 帶動產業發展，提升半導體領域之國際競爭優勢。

↑ 國內產學技術交流暨108年度成果展示會射月圑隊合照

三、執行半導體射月計畫圑隊成果豐碩

本計畫由中興大學電機系張振豪教授擔任專案召集人並由台大電子所李泰成教授擔任執行長協助推動，本計畫圑隊共計有十七計畫圑隊，其中台大共計有三個圑隊參與，包括﹕

(1)王暉教授帶領圑隊，研究主題為﹕應用人工智慧於遠距離 8K 虛擬實境影像即時傳輸之物聯網 (Internet of Things, IoT) 技術開發。此整合型研究計畫成果為系統電路半導體晶片(SoC)與天線封裝完成的收發機系統模組(SiP)，並搭載於無人飛行載具(UAV)上，執行野外動物資源監測。王暉教授團隊所發展射頻晶片、通訊收發機、天線封裝等技術已建構了下世代通訊技術的基礎，可落實於產業應用中，提升產業之國際競爭力。

↑ 108年度成果展示會王暉教授解說圑隊研發成果

↑ 利用無人機與毫米波高速傳輸實現遠距虛擬實境

(2)簡韶逸教授帶領圑隊，研究主題為﹕AIAugSurgery: Image-guided Surgery Navigation System以人工智慧及擴增實境輔助之外科手術導航系統。本計畫大量使用人工智慧技術做手術影像辨識以及人體和手術器械的定位，以進行外科手術的影像導航。此一跨領域的計畫將讓頂尖的人工智慧、電腦視覺與電子系統設計技術走進醫學領域，並期待能使人類生活更便利及安全照顧，簡教授圑所研發的多標記追蹤系統可以拓展至其他剛體器官追蹤的擴增實境手術輔助系統，如脊椎、骨科定位系統。

↑﹕108年度成果展示會簡韶逸教授解說圑隊研發成果

↑ 台大簡韶逸教授圑隊參與成果展示會與科技部林敏聰政務次長、徐碩鴻司長以及專案召集人張振豪教授合照

(3)劉致為教授帶領圑隊，研究主題為﹕下世代技術節點的材料、製程、元件及電路熱模擬之關鍵技術。計畫以研發先進製程材料、製程與元件，以利智慧終端應用中即時計算之需求。劉致為教授計畫團隊在本次全期成果展中提到Beyond 2nm技術節點研究成果獲登《2021 Symposium on VLSI Technology》highlight paper並獲《Nature Electronics》Research Highlight其中有提及高層數堆疊高遷移率通道之 GAAFET，為半導體明日之星，是相當重要的研究方向。並說明目前臺大乃是業界以外，唯一能研發出高層數通道堆疊之 GAAFET 的大學，為學界與業界接軌的重要橋梁。

↑ 劉教授研究團隊在國際頂尖會議VLSI 2021,發表世界首顆七層與八層堆疊鍺矽通道

之GAA電晶體(7 stacked Ge Si nanowires and 8 stacked Ge Si nanosheets)

↑  台大劉致為教授圑隊參與成果展示會與科技部林敏聰政務次長、徐碩鴻司長以及專案召集人張振豪教授合照

除此以外，清大林永隆教授圑隊研發超高效率新型類神經網路HarDNet，研究團隊來自清華大學、交通大學、中原大學三校六位教授所帶領共30位研究人員，研發最適合硬體實現之類神經網路架構，取名HarDNet，比起知名的ResNet，HarDNet只須三分之二的運算時間便能達到相同的準確度。HarDNet 在影像辨識、物件識別、物件追蹤、視訊語意分割等應用都有優異表現，研究團隊將成果發表於最頂尖的國際電腦視覺會議(ICCV-2019)，並透過GitHub開源網推廣至全球相關社群獲得廣大迴響。還有，中山大學王朝欽教授開發具有人工智慧之水下無纜式自主運行之AUV（自主式水下載具），目前具有近20種水下物件與生物之辨識能力，同時具備深海追蹤與避障功能。

另外，無人機近年被廣泛地應用在各領域，但輕巧機體無法承載大量電力，以及負載飛行時的長時間大量運算，因此限制了應用範圍。射月計畫國立清華大學電機系教授鄭桂忠圑隊研發仿生物視覺神經AI晶片，讓無人機學習果蠅，以超省電狀態自動閃避障礙物飛行，未來還可應用到無人車、智慧眼鏡、機器手臂等領域。

四、射月計畫的後續展望

射月計畫在2022年4月順利完成，於成果展中展現了開發應用於各類終端裝置上的AI技術。而本計畫4年來積極培育頂尖半導體製程、 材料與晶片設計人才， 以提供AI產業發展亟需的高階人才。

科技部工程司現在把射月計畫的研發能量擴展至三個研發計畫，以期把這份凝聚起來的能量能夠延伸出去，包括了A世代前瞻半導體技術專案計畫、次世代化合物半導體前瞻研發專案計畫以及關鍵新興晶片設計研發計畫。以期在未來五至十年培植多元人才，以支持台灣在半導體產業鏈中，繼續扮演著不可或缺的競爭力以及領先的地位。

李泰成，2001美國UCLA電機博士，現為電機系及電子所教授。