2024 臺大系統晶片中心第一次研發季報

 撰文:紀泰永(SoC特約記者)

臺大系統晶片中心(SoC)於今年3月21日舉辦第一次研發季報《超高速晶片傳輸與感測技術》。多名教授提到摩爾定律已放緩,若要打破現況,可利用先進系統封裝技術,而矽光子技術能大幅提高晶片間的傳輸速率,維持集成系統的高效率運作。前科技部部長、SoC主任陳良基表示,2018年在就任科技部部長時便看見矽光子技術的必要性,提出4年3.2億的資源推動矽光子科技發展計畫。「如果AI的浪潮持續,那矽光子技術對高效能運算就會越來越重要。」

台灣發展矽光子優勢大,智慧感測科技成商機

過往在半導體中是以電子進行訊號傳遞,矽光子科技則改以光子,使傳輸速度變得更快。臺大電資學院特聘教授林清富表示,矽電子產業鏈建構已非常完整,且矽的製作技術成熟、價格低,讓矽光子有許多技術能承接矽電子。「矽光子搭在矽電子這個巨人肩膀上,還有機會再往上走。」

其中智慧感測科技是矽光子的商機之一。林清富提到,過往以光波導進行感測,不僅產量不大導致單價過高,且因待測物需與光波導接觸而影響測量,使得製作和使用都不太方便。近期林清富研發的中長波紅外光矽光子技術克服上述問題,並利用矽CMOS元件,使一個晶片上就搭載多項功能。

林清富分享矽光子感測科技能夠應用如血壓、血氧的生理訊號測量,及感應空氣中有害物質,例如能偵測電池裂解所產生的氣體,以預防後續膨脹爆炸的風險。林清富說,在眾多光電產品中,矽光子成長幅度最多。而臺灣具備世界第一的矽電子技術,若能在此優勢上及時發展矽光子,將能搶佔先機。

共封裝光學(CPO)技術結合矽光子,摩爾定律新解方

摩爾定律意指積體電路上能容納的電晶體數量每18個月能增加一倍。然而儘管製程往3奈米、2奈米邁進,如同林清富分享:「尺寸再怎麼小,都不可能將原子切成一半。」半導體已經來到物理限制邊緣。臺大光電所教授黃定洧談到,現今業界已往立體封裝:將數個晶片並排在矽中介板上,再與電路板連接。黃定洧說,目前立體封裝有2.5D和3D兩類,此技術更因連接導線變短,減少訊號的延遲和損耗,台積電等廠商正努力將其商品化。

矽光子技術爲什麼選用矽作為材料?黃定洧說矽具備高折射率特性,適合製作微小彎曲波導結構,並因矽在通訊波段是透明材料不會吸收光,使光能毫無阻礙地通過,而被選用作為光通訊的光波導元件。黃定洧表示,在具備立體封裝和矽光子技術下,共封裝光學(CPO)便是將這兩者封裝在一起,能夠降低晶片尺寸,並且以低成本方式達到高速傳導效果。高資料傳輸速率、低延遲、低能量損耗,共封裝光學將成為摩爾定律新解方。

微轉印技術解決矽光子表現不足問題

臺灣半導體研究中心矽光子技術總負責人林銘偉,分享今年2月於舊金山舉辦的國際固態研討會(ISSCC)強調矽光子的需求來自資料傳輸量的增加,尤其是在AI應用上。林銘偉表示在高速傳導下,調變器(Modulator)必須對應多個波長;而挑選調變器需考量頻寬範圍,及對於光的調變效果是否夠強。也因此具備對應多波長、體積小的MRM(Micro Ring Modulator)調變器為現行多數企業選項。

林銘偉在談到矽光子與傳統三五族半導體材料表現仍有差異,可用微轉印(Micro-transfer printing)技術將鈮酸鋰或磷化銦等物質轉移到矽上,再以金屬將訊號連接,以解決表現落差問題。此項技術將於今明兩年,由半導體研究中心和比利時根特大學(Ghent University)共同合作開發。

類比數位轉換器(ADC)增加AFE頻寬及偵錯能力

清華大學彭朋瑞教授在其研究「800GbE共封裝光學之光電收發器」中,利用到2bit與3bit的類比數位轉換器(ADC)去增加AFE頻寬和偵錯能力。當傳輸速率來到112Gb/s時,在PAM-4接收器使用越多信號切割器(Slicer)就會消耗過多能量,因此儘管3bit轉換器能提供的分辨率較高,但彭朋瑞表示,2bit的能量只需要一半,因此系統多使用2bit轉換器。

彭朋瑞談到,目標將八個通道集成在一個收發器上,以滿足800GbE共封裝光學。

邁向112Gb/s高傳輸速率目標

臺大電機系陳信樹教授在與劉深淵教授、劉宗德教授共同進行的「112Gb/s XSR高速有線傳輸系統晶片」計畫中,目標在資料傳輸速率112Gb/s下,有線接收機能克服高通道耗損且達到低功耗。陳信樹提到,以連續時間線性等化器(CLTE)可以使訊號增益並補償高頻訊號的能量耗損;加上使用電壓模式輸出驅動器的同時,推出新型低功耗阻抗控制迴路。希望能以此兩創新技術達到計畫目標。

除了在使傳輸效率提升之外,本計畫還推出硬體資安電源管理數位低壓差穩壓器(DLDO),以電流均衡方法加上亂數概念以抵禦旁通道攻擊(Side Channel Attack)。陳信樹解釋,計畫第一階段所設計的有線接收機能提供56Gb/s的傳輸能力;並在第二階段進行將晶片統整在一片電路板上,進而達到112Gb/s傳輸能力。

陳良基主任表示,做尖端科技研究的學者往往看不見應用前景,因其所解決的是五年、十年後的難題;希望晶片中心季報能讓學界知道業界遇到的第一線難題,給學界研究員一個挑戰。SoC中心第二次季報將於6月登場,如有興趣,再請關注SoC中心網站最新資訊。

臺大電機電子研發團隊獲 2023 國際電子設計自動化三維擺置軟體設計競賽冠軍 全球唯一四冠王 (轉載臺大校訊)

文章出處:臺大校訊第1598期

臺大電機電子研發團隊於電子設計自動化 (EDA) 領域再度創下佳績!甫於 EDA 領域內最受歡迎、參賽隊伍數最多的「國際積體電路電腦輔助設計軟體製作競賽 CAD Contest at ICCAD」,在分組B的三維擺置 (3D Placement with Macros) 軟體設計競賽,於全球74隊參賽隊伍中脫穎而出,榮獲第一名。第二名、第三名和佳作分別由中國科學院、香港中文大學和美國康乃爾大學的研發團隊獲得。

此競賽由全球EDA第一大廠新思科技(Synopsys)命題,於去年2月公布題目,9月初繳交研發成果和程式,11月於美國舊金山舉辦的「IEEE/ACM 國際電腦輔助設計會議」(IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design, ICCAD)中公布競賽結果(https://iccad-contest.org/2023/)。最終由電機資訊學院院長張耀文和電子所碩士生陳彥臻和電機系大學部謝承修、陳少翔、蘇柏翰同學組成的 NTUplace-3D團隊在分組B: 「3D Placement with Macros」,以顯著的差距獲得第一名的殊榮,為臺大贏得學術榮譽及國際聲望。

本次獲獎的競賽題目Problem B為三維晶片的擺置,旨在異質整合(Heterogeneous Integration)的限制下,最佳化晶片整體的線長與垂直連接的數目,藉此提升三維晶片的性能。由於人工智慧與高效能運算晶片的需求不斷增加,此主題也是現今業界極為關注的研發項目。主辦單位總共提供8組業界實際的電路作為評分標準,每組測資皆有不同的電路特性和元件規模。參賽者需設計演算法並實作軟體設計工具,使晶片內元件擺置後的總線長與垂直連接的數目最小,最後再將競賽程式上傳至官方評分。

這項競賽為當今參賽隊伍數最多的頂尖EDA研發競賽,已有十餘屆的競賽歷史,每年皆吸引產學界的高度關注。本屆參賽的國際團隊達210隊超過600位研發人員,依題目領域分3組進行。本屆競賽委由益華電腦 (Cadence Design Systems)、新思科技、和亞利桑那州立大學 (Arizona State University) 分別設計A、B和C組研發競賽題目,涵蓋EDA前段的邏輯合成 (Logic Synthesis)、後段的實體設計 (Physical Design) 和電路壓降分析 (IR-drop Analysis) 領域。每年競賽題目皆為當今產學界研究EDA的重要議題,吸引世界各地的頂尖研究團隊參賽,以期對目前產學界遇到最棘手的EDA問題研發出解決方案。

張耀文教授研發團隊至今在 ACM/IEEE 主辦的頂尖國際EDA競賽中,前三名獲獎共計23次,執全球之牛耳,其中包含7次冠軍。張耀文教授團隊的研發成果曾獲國際主流的專業媒體電子時報 EE Times 超過10次報導,其中京都賞得主的 Colin Johnson 資深編輯即曾讚譽臺大的團隊為: “The Best and Brightest Worldwide (全世界最好和最聰明的團隊): The best engineering minds on the planet compete each year, which was won this year by the National Taiwan University”;張教授也被其譽為“a microelectronics pioneer in EDA”(EDA領域的微電子先鋒),實為臺灣之光。

此次參賽的 NTUplace-3D 擺置器為張教授團隊近20年來所研發的第五代系統,該團隊在頂尖國際擺置研發競賽 (IEEE/ACM ICCAD、ACM/IEEE DAC和ACM ISPD) 已獲4次冠軍,大幅提升臺大在此領域的領導地位。該團隊所研發的第四代NTUplace4擺置器為史上唯一三大EDA競賽冠軍,於2015年成為新創至達科技MaxPlace的核心引擎,為當今頂尖的電路擺置工具;至達科技於2020年起獲利,並獲瑞鼎和聯發科技投資,於2023年為Synopsys併購。預期第五代的NTUplace-3D 擺置器將成為政府推動EDA設計工具自主化和業界極力發展異質整合晶片系統的有利支柱,展現臺大研發成果的產業價值與社會影響力。

本文分享自:臺大校訊第1598期
https://sec.ntu.edu.tw/epaper/article.asp?num=1598&sn=25066

 

近期師生獲獎榮譽(113.02-113.05)

吳安宇教授、黃升龍教授榮獲「 112年度國科會傑出研究獎」,特此恭賀。

鄭皓中助理教授榮獲「 中華民國資訊學會2023 李國鼎青年研究獎」,特此恭賀。

李百祺教授榮獲「 American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM)~2024 Joseph H. Holmes Basic Science Pioneer Award」,特此恭賀。

楊家驤教授榮獲「潘文淵文教基金會~胡正明半導體創新獎」,特此恭賀。

于天立副教授榮獲「112學年度臺大傑出導師」,特此恭賀。

葉丙成教授榮任「教育部次長」,特此恭賀。

電機學群研究團隊榮獲「2024 TSIA 半導體獎 : 博士研究生」,特此恭賀。

獎項 得獎者 系所 推薦者
博士研究生 張承洋 電子所 吳安宇教授
陳彥龍 電子所 楊家驤教授
劉亦浚 電子所 劉致為教授

電機學群研究團隊榮獲「IEEE Taipei Section 2023年碩博士論文獎」,特此恭賀。

博士論文獎

得獎學生 指導教授 系所 論文題目
莊育權 安宇 電子所 適用於智慧物聯網應用之低複雜度超高維運算技術
黃雋宇 吳育任 光電所 機發光二極體以及鈣鈦礦太陽能電池的電性以及光學元件模擬
謝伊妍 楊家驤 電子所 應用於癲癇預測之高能效神經訊號處理器設計與實作

碩士論文獎

得獎學生 指導教授 系所 論文題目
朱彥錚 林士駿 電信所 廣播消除通道在單用戶部分反饋之分析
李唐 楊家驤 電子所 適用於正交時頻空間調變通訊系統之高速多用戶巨量天線偵測器
杜承諺 楊家驤 電子所 具硬體效率感知支援動態資料流之神經網路加速器晶片設計與實現
林奕廷 楊家驤 電子所 應用於自主移動機器人運動控制之系統晶片設計與實現

 

Introducing Associate Professor Katherine A. Kim

外籍教師介紹:金藝璘教授
Introducing Associate Professor Katherine A. Kim

Prof. Katherine A. Kim is an Associate Professor in the Department of Electrical Engineering at National Taiwan University. Her academic journey began at Franklin W. Olin College of Engineering, Needham, MA, USA, where she developed a passion for using engineering to make a positive impact on society. Although she initially had no exposure to power electronics, her early career in industry introduced her to the field, sparking a deep interest that led her to pursue her Master’s and Ph.D. degrees at University of Illinois Urbana-Champaign, IL, USA. Her enthusiasm for renewable energy coupled with a lifelong interest in environmental protection, naturally drew her to specialize in solar power, recognizing its potential for clean energy.

Dr. Kim’s research is focused on power electronics, particularly in the domain of photovoltaic systems. Her fascination with switched-mode power supplies and her conviction in the critical role of solar power have driven her to become a leader in this field. Today, her research in photovoltaic (PV) differential power processing (DPP) converters and their control strategies is at the forefront of the field, demonstrating the impact of solar technology in meeting global energy needs.

Her international journey started as an Assistant Professor at the Ulsan National Institute of Science and Technology in South Korea, where she was able to immerse herself in a culture she had admired for many years. This opportunity allowed her to bridge her technical expertise with a personal interest in Korean language and culture. Since moving to Taiwan in 2019, she has continued to broaden her international experience while contributing significantly to the global research community.

Dr. Kim’s passion for education is evident in her innovative teaching methods and extensive online outreach. Her educational YouTube channel, “katkimshow,” has brought power electronics to a global audience, providing valuable resources for students and professionals alike. Through her dedication to research, teaching, and international collaboration, Dr. Kim is committed to making a lasting impact on society through enabling the wider use of sustainable energy to power our daily lives.

Introducing Professor Thierry Blu

外籍教師介紹:戴邇立教授
Introducing Professor Thierry Blu

Prof. Thierry Blu is a specialist of signal and image processing, with a strong interest in biomedical applications (he teaches biomedical imaging: Magnetic Resonance Imaging, Computed Tomography among other modalities). His move to NTU-EE is motivated by a desire to see his research contributions (typically, on computational imaging, image restoration, image alignment, or blind source separation) find practical applications.

Prof. Blu graduated (MSc) from École Polytechnique (Paris, France) in 1986, the most renowned French “Grande École” (alumni: H. Poincaré, S.D. Poisson, A.L. Cauchy, A. Fresnel etc…), and received a PhD in electrical engineering (1996) from École Nationale Supérieure des Télécommunications (Paris, France). He spent 10 years as a telecommunication engineer (France Telecom CNET), 10 years as a senior researcher at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne, Switzerland (EPFL, Biomedical Imaging Group), and 16 years as a full professor at the Chinese university of Hong Kong (Electronic Engineering Department).

He received several journal awards from the IEEE Signal Processing Society and was elected Fellow of the IEEE in 2012 for his contributions to Approximation Theory in Signal Processing.

「2024半導體人才培育計畫」@臺大電機系–歡迎暨交流活動

撰文:梁麗燕資深專員(電機系辦)

本校於3月6日舉辦「2024半導體人才培育計畫」始業暨歡迎典禮,由校長陳文章、國際長袁孝維、研發長吳忠幟等行政及學術一級主管,與國家科學及技術委員會政務副主任委員林敏聰、德國薩克森邦總理顧問蔡塞爾博士(Dr. Herbert Zeisel)、姊妹校德勒斯登工業大學技術長暨校董事Ronald Tetzlaff博士等各界貴賓一同出席,為這場具有重要意義的活動開啟了隆重的序幕。

在始業式典禮上,各位貴賓共同見證了培訓課程的啟動儀式。首屆計畫培訓課程由臺大8位教授(其中3位來自電機系)擔任計畫導師,開設8門半導體專業課程,強化國際學生的學術專業知識。這些課程將不僅提供學術知識,還將結合實務訓練,預計在暑期期間赴台積電進行為期兩個月的實務訓練,讓學生們能夠深入了解半導體產業的實際運作。

緊接著始業式的下午時段,本系舉辦了「2024半導體人才培育計畫」的歡迎暨交流活動,為德國的代表及參與計畫的學生獻上熱情的歡迎之意。下午1時30分,電資學院的院長張耀文介紹了學院的沿革和成就,為熱鬧的活動拉開序幕。接著,參與此項計畫的授課代表如金藝璘教授向德國同學們致歡迎詞,並分享了在台大電機學群的學習環境及建議,讓現場同學受益無窮。

隨後,本系邀請了相關研究組別的教授們分別介紹個別領域的研究方向及現況並歡迎學生於規定的課程之外踴躍旁聽自身感興趣的課程,把握在臺大的時間充實自己。李泰成教授、吳肇欣教授和李建模教授分別就ICS組、奈米組和EDA組的最新研究成果進行了精彩講解。接著,來自德國德勒斯登工業大學的Ronald Tetzlaff教授則介紹了德國在半導體領域的最新研究動態和成就,讓臺德雙方對彼此的了解更加廣泛和深刻。

下午3時,電機系系主任李建模教授帶領著德國學生進行了系館導覽和實驗室參觀活動。參與的學生有機會親身體驗系上的實驗環境和設備設施,並和導覽的本系學生實質互動,藉此深入了解電機領域的前瞻技術和實驗研究。

整個活動充滿了學術氛圍和活力,為學生們提供了一個難得的學習與交流平台。臺大電機系將繼續致力於培育更多優秀的半導體專業人才,為台灣的科技發展貢獻力量。

延伸閱讀:
臺大攜手台積電與德國政府 開創國際半導體人才培育新模式。臺大校訊第1596期,
https://sec.ntu.edu.tw/epaper/article.asp?num=1596&sn=24053

 

 

電機無雙 – 2024 臺大杜鵑花節

撰文:李冠儀(電機三/系學會會長)

本次杜鵑花節在3/10~3/11登場。為了讓高中生們更了解臺大電機系,系學會準備了非常豐富的活動,讓高中生不只是來看展,還能來實際操作實驗成品、與學長姐諮詢、聆聽教授對電機系領域的介紹。

教授接力短講

首先我們邀請本系系主任、副主任在內共9位電機系教授接力短講介紹電機系,利用「一台手機」的方式讓大家了解電機系十一個組別所學,破除電機系只學硬體的迷思,強調「軟硬兼具、垂直整合」的系所特色,與在現代產業與科技創新中所扮演的重要角色。而有些教授也準備了特別的主題,例如李宏毅教授介紹時下最夯的「生成式AI」,讓高中生們了解生成式AI背後的原理,以及電機系目前對生成式AI的課程及研究。

學長姐諮詢區

除外我們也動員超過五十位電機系大學部同學與觀展者交流,更邀請數位已經就讀研究所的畢業系友來擔綱學長姐諮詢角色,使得高中生與家長們能了解電機系學生平常的生活樣貌,深入了解電機領域不同年級層學生的想法。我們也發現有許多高三生們正面對相似科系的抉擇,特地來攤位詢問學長姐電機系的生活、出路與課程內容,在經過學長姐的解惑以後,也露出了得到答案的滿意笑容。

實驗demo

為了讓大家能更深刻了解電機系學習的領域,在車車課教授與生醫實驗教授的支持與協助之下。我們也特別展示生醫實驗與車車課的作品,讓高中生實際Demo,並安排學長姐姐說作品的原理、製作方法,使參加者從中了解台大電機系強調創意與實作的實驗課程。

邏輯電路闖關活動

由系學會同學創意發想,結合大一必修「交換電路與邏輯設計」的闖關遊戲吸引了大量排隊人潮。闖關負責同學會先介紹邏輯電路的各種邏輯閘功能(例如And gate, Or gate, Nor gate),並提供範例,讓參加者知道邏輯式的原理。接著請參加者抽題,並利用現場的邏輯閘來拼出符合要求的邏輯式,使大家來杜鵑花節還能在闖關中學到實用的邏輯電路小知識。

兩天結束後,許多服學同學都覺得這個活動讓他們感受到分享自己知識並幫助他人的喜悅,也充分展現了台大電機系的創意在展覽中,並期待每年都能更加突破。

2024臺大杜鵑花節 活動內容

– 實體 –
時間:03/09(六)9:30-15:30 | 03/10(日)9:30-15:30
地點:臺大綜合體育館三樓門口 36號攤位
精彩活動:各時段臺大電機教授短講、闖關活動、實驗demo、電機系學長姐現場諮詢

– 線上直播講座 –
時間:03/09(六)10:30,最晚10:00公布網址
地點:臺大電機系學會youtube頻道,攤位現場同步轉播
主題:由電機系李建模主任介紹電機系,解答大家的問題

– 線上展 –
地點:https://event.ntu.edu.tw/azalea/2024/live/index.html
內容:有臺大電機系四個實驗室VR影片、臺大電機科系介紹影片等豐富內容。

延伸閱讀:
2024臺大杜鵑花節熱鬧登場。臺大校訊第1596期 https://sec.ntu.edu.tw/epaper/article.asp?num=1596&sn=24051

 

《EMPOWER》- 2024 臺大電機之夜

撰文:邱巖聖(電機系三/電機之夜總召)

被學生譽為「臺大三大夜」的「臺大電機之夜」是由電機系系學會主辦的大型表演活動,集結了舞蹈、戲劇、光舞(Light Dance)等環節,讓才華洋溢的電機系學生們,在學期間課業繁忙的夜晚,帶給觀眾一場視覺及聽覺的心靈饗宴。

電機之夜的表演非常豐富多元,將近四個小時的節目涵蓋了許多舞蹈、戲劇,以及最後壓軸的光舞表演,讓第一學生活動中心的禮堂——怡仁堂年年都座無虛席。

電機之夜的舞蹈不但囊括了多種舞風,涵蓋LockingPoppingHip-HopBreakingGirl StyleHouse等,再加上各年級的學生接力呈獻,交織出風格多變的舞臺表演。在各式各樣聲光體驗之間,也穿插了各種舞臺劇,包括幽默逗趣、吊人胃口的串場劇,還有劇情緊湊、扣人心弦的大一劇及跨屆劇。

最後的壓軸則是電機系引以為傲的招牌表演——光舞(Light Dance)。與臺大其他系所稱的「光舞」不同,電機系的光舞是真正「發光的舞蹈」:舞者穿著佈滿LED燈條及光纖衣服、利用嵌入式裝置控制並與自行編寫的編光處理軟體通訊,在黑暗的舞臺透過光線多變的色彩與細膩的視覺設計,配合舞者精彩的舞蹈動作及音樂,帶給觀眾截然不同的聲光效果。

在光鮮亮麗的表演背後,其實是電機系學生近半年來,付出大量心血與時間的辛苦籌備。除了不斷練習的表演者,還有召部、公關、行銷、宣傳、攝輯等組別一起同心協力,再加上系辦與繫上教授的支持,電機之夜才得以年年精彩絕倫。


Introduction to NTUEE Night

Known as the “Three Big Nights at NTU” by students, “NTUEE Night” is a large-scale performance event hosted by the NTUEE Student Association. It brings together dance, drama, Light Dance, and other elements to allow the talented students of the EE department to provide the audience with a visual and auditory feast during a busy night in the school year.

The NTUEE Night performance is exceptionally diverse and rich. The nearly four-hour program includes a wide range of dances, dramas, and culminates in the Light Dance performance. The auditorium of the First Student Activity Center, Yiren Hall, is consistently packed every year.

The dance in NTUEE Night not only encompasses various dance styles, such as Locking, Popping, Hip-Hop, Breaking, Girl Style, House, etc., but also features relay performances by students from all grades, blending different styles on stage. Various sound and light experiences are interspersed with various stage plays, including humorous and appetizing skits, as well as compact and thrilling freshman and cross-year performances.


The grand finale is the signature performance of which the EE Department takes great pride – Light Dance. Unlike what other departments at NTU refer to as “light dance,” the EE Department’s Light Dance is a genuine “luminous dance.” Dancers don clothing adorned with LED light bars and fiber optics, utilizing embedded devices to control and interact with light choreography they’ve crafted themselves. By way of specialized software communication, they manipulate the colors of light and intricate visual designs on the dimly lit stage. Paired with the dancers’ mesmerizing movements and music, this delivers a wholly distinct auditory and visual experience to the audience.

Behind the glamorous performance lies the hard work and dedication of NTUEE students who have devoted the past six months to preparations. In addition to the tirelessly practicing performers, there are also various teams, including the public relations team, marketing team, publicity team, and photography team, working in collaboration. Together with the support of the department office and professors, this collective effort ensures that NTUEE Night remains thrilling and captivating year after year.

 

【電機之夜.總召有話】

[ 楊竣凱 ]
電光石火間 夢醒了
徹夜難眠 只為上臺一舞
綻放大家數月努力 縱然發生意外 仍因為
有你們 成就了這最完美的舞台
夢醒時分 功成身退

[ 林沁穎 ]
哈囉大家
謝謝你們一起參與了今年的電夜
不論大家是為何而來
都希望投入其中的人有獲得當初想要的成果
很開心能夠藉由這個活動讓系上的同學聚在一起
也希望大家都有玩得開心
在這邊也祝福大家期中順利 明年電夜也大成功啦

[ 邱巖盛 ]
夜不長 夢想卻大
奮發無懼 磨練舞劇
明年 舞台
會再次賦予我們力量

臺大系統晶片中心舉辦Chiplet技術論壇 產業聚焦設計流程再優化

撰文:姚嘉洋(SoC特約記者)

隨著AI與HPC需求水漲船高,接連帶動全球對先進封裝的需求,有鑑於此,國立臺灣大學的系統晶片中心舉辦前瞻技術論壇以Chiplet(小晶片)技術趨勢為主題,特別邀請國內外半導體產業界代表包括台積電、英特爾與聯發科,法人單位則有工研院電光所為代表,分別就各自所扮演的角色探討Chiplet與先進封裝技術的未來走向。

臺大系統晶片中心陳良基主任於開場致詞時談到,舉辦此次論壇的最大目的,就是希望台灣能夠提供完整的產業生態系統價值,這個價值的核心就是能為半導體的整合帶來更多不同的作法,所以此次的論壇邀集了許多專家進行分享,希望能為業界帶來更多的刺激與交流,讓台灣在半導體產業鏈中,持續掌握該有的核心價值。

台積以EEP為核心 COUPE將扮先進封裝未來要角

 台積電卓越院士兼研發副總余振華博士談到,以現階段而言,摩爾定律所帶來的製程微縮效果,在效能表現上已不如過去前幾代製程來得有效益,但與此同時,生成式AI的興起,造成算力需求大幅提升,連帶的也需要精進晶片本身的能源效率。余振華在演講中,不斷以EEP(Energy Efficiency & Performance)扣合運算(Computation)、傳輸(Communication)與記憶體三大面向,再以系統整合為概念收斂,進一步解釋台積電在先進封裝的布局與想法,除了晶片本身要持續不斷微縮外,台積電也將光學(Photonics)納入系統整合的藍圖,意即在半導體產業未來的發展中,光學技術會是台積電極為重要的一環。他也特別提到COUPE(Compact Universal Photonic Engine;緊湊型通用光子引擎)相較於TSV(矽穿孔)或是Wire-Bonding(打線接合)封裝,在相同的資料傳輸量下,COUPE的每位元功耗(Energy per bit)都有相當出色表現,差距可達到40%。

工研院電光所副所長駱韋仲博士同樣也是以系統概念出發,呼應余振華所提,分享System on Wafer的發展狀況,他提及新創公司Cerebras所推出的WSE-3晶片,相較於2019年所推出的CS-1,雖然晶片尺寸沒有變化,但CPU核心數量以及搭載的SRAM都有明顯增加,且同樣都是採用台積電的製程,且的確是被美國國家實驗室所採用,他認為,只要技術夠優良,即便是以台積電的先進製程來量產System on Wafer的產品,在性能乃至於各方面表現,並不用過度憂慮。駱韋仲也指出,以AI晶片設計來說,必須滿足兩個條件,第一是晶片本身必須要有辦法能做出決定或是判斷,其次就是SoC搭配SiP(系統級封裝),所以也就衍生出Chiplet的設計概念,事實上,他也認為,單以先進封裝的組合其實是千變萬化,中間就是透過Silicon interposer加以連結,而這也會是未來SoC必然的發展走向。

先進封裝方興未艾 然設計流程如何優化將是首要關鍵

 英特爾彭中靖總監則是進一步說明,由於IDM 2.0戰略的關係,英特爾近年來已擴展與台灣供應鏈的合作,以擴大英特爾的業務成長。彭中靖談到,若以更高的層級來看待3DIC各個環節的發展,他認為設計流程佔有重要地位,其背後原因在於,過往業界採用EDA工具進行晶片設計是以2D平面的方式來進行,由於這樣的設計流程已使用相當長一段時間,所以並不會帶來太多問題,但進入到3D立體的環境,由於各大廠採取的設計與封裝的方式各有差異,裸晶的堆疊方式也會有所不同,對於整個業界都帶來了不小的困擾。

也因此,彭中靖特別提及台積電所推出的3D Blox,透過使用統一的檔案標準解決 3D晶片設計的困擾,英特爾現在也成為參與台積電3D Blox標準的成員之一。但彭中靖也提及,儘管該標準已經大幅度解決業界面臨的困境,但EDA業者能否挹注相應的資源,在自有工具的開發上跟上台積電步調,未來讓設計工具自動幫客戶發現與排除設計上的問題,將是先進封裝能否持續推進的重要關鍵。

聯發科技吳文洲副處長同樣也從先進封裝的設計實務上提及,每家晶片公司在進行設計時,都會有自己的Know-how,但這些經驗與知識經常不向外界分享,業者如何精進成為一個重要挑戰,聯發科的作法是利用過去的設計資料,透過機器學習的方式解決既有的問題。

他以先進封裝使用的記憶體IP為例,單以訊號傳遞的路徑可能會有數種選擇,傳統的作法可能會先完成實體設計,再以電腦模擬決定何種路徑為最佳解答,但現在聯發科可以利用過去累積的資料,訓練出一個特定的AI模型,找出不同路徑所呈現的結果,可節省設計時間也能達到預期的效果。

由此可見,先進封裝與Chiplet等技術方興未艾,居於領先地位的領導廠商在產能擴充與設計流程仍投入不少心力,設計流程上的諸多環節仍有待業界共同努力。透過建立共同的標準與導入AI功能,未來對於先進封裝的發展將帶來更多的突破。

 

「瞬感」:科技與藝術的交織 – 2024 臺大電機藝術展

撰文:傅啟恩(電機三/藝術展總召)

2024 臺大電機藝術展以「瞬感」為主軸,象徵「藝術一瞬、感動永恆」,希望捕捉藝術作品的剎那,並將那份感動流於永久。透過這次展覽,我們希望觀眾能夠深刻體會到藝術作品所帶來的感動與震撼,並將這份感動帶入生活的每一個角落。無論是在忙碌的課業中、喧囂的城市中,還是在平靜的午後,都能夠感受到藝術的力量,讓感動與美好的瞬間永遠存在。

五大展區介紹

本屆電機藝術展 –「瞬感」主要分為五個不同展區,分別為攝影作品區、繪畫作品區、書法作品區、互動藝術區與觀影展區,內容包羅萬象,每個展區皆呈現著獨特的藝術風貌。從以懷念家人為主軸的攝影作品、象徵普潤眾生的佛畫作品,至以電晶體做的101煙火,每一件作品都彰顯著藝術的魅力,也讓觀展的同學們於讀書之餘仿若置身於一幅幅富有靈魂的畫作之中。並從畫作本身了解背後傳達的蘊含,同時本屆電機藝術展吸引多位教授、系上同仁與同學共襄盛舉,共計約 25 位作者參展,展出約 35 件藝術作品。在形式方面,除平面攝影、畫作與書法作品外,本屆藝術展還另增互動藝術展區,讓觀展同學能實際操作數位藝術作品,並捕捉獨一無二的藝術影像,同時也有數位互動遊戲,供觀眾在觀展過程中欣賞與遊玩。

開幕式與宣傳影片

本屆電機藝術展開幕式於展期第一天中午舉行,邀請系主任與多位系上同仁、教授、同學共同參與,共同見證這場藝術盛事的展開。開幕式現場有系主任與總召同學的的致詞,並介紹各大展區的亮相。並於展示本屆藝術展開幕式的宣傳影片與採訪影片(2024電機藝術展.瞬感.宣傳片2024臺大電機藝術展.採訪片合集),這兩部影片匯集了各展區的精華,並帶領觀眾探索展覽的氛圍與各作品創作理念。透過影片,讓參展同學們提前感受到藝術的魅力,為整個展覽增添了一份期待與感動。

線上展覽

除了實體展覽外,本屆電機藝術展還特別增設線上展覽,由系上多位熱心的同學一起協助架設本屆藝術展的專屬網站,名為「NTUEE Artfest 臺大電機藝術展」,供未能如期於現場觀展的同學或老師仍有機會一窺本屆藝術展各項優秀藝術作品。透過這個網站,觀眾可以在任何時間、任何地點,輕鬆地欣賞到本屆藝術展的各項優秀藝術作品。讓所有有興趣的人士都能夠透過線上展覽,深入了解展覽的精彩內容,感受到電機藝術展「藝術一瞬、感動永恆」的美好時刻。

參考連結

  1. NTUEE Artfest 臺大電機藝術展網站連結:http://ntueeart.store/
  2. 2024電機藝術展.瞬感.宣傳片:https://youtu.be/1PhKv0umB_w?si=HI9wszu8bcxO0rS4
  3. 2024臺大電機藝術展.採訪片合集:https://www.youtube.com/watch?v=EjeQQEiuHyI
  4. 臺大電機藝術展粉絲專頁: https://www.facebook.com/profile.php?id=100082950921250