國研院半導體中心開發「客製化系統晶片設計平台」，成本可節省30%，大幅加速晶片研發效率

台灣半導體產業邁入新階段。國科會於今（9）日宣布，國家實驗研究院開發出「客製化系統晶片設計平台」， 讓半導體學研界可以專注於研發系統晶片中的關鍵技術，本平台效果驚人，在晶片成本約可節省30%，且縮短設計至驗證時間，大幅度加速晶片研發之效率，而此平台即日開放給台灣學研界申請使用。

Apple、Google、Amazon、Tesla自研晶片成趨勢

國科會表示，隨著各種新興應用對運算硬體的效能要求越來越高，也讓自行研發客製化系統晶片的趨勢掀起高潮，如蘋果的MAC系列產品，是使用自己研發的M1及M2晶片。

還有Google自行設計的Tensor晶片則用在Pixel系列手機；亞馬遜為強化AWS（Amazon Web Services）雲端運算服務，開發Graviton晶片；特斯拉則研發Dojo晶片，用於雲端的訓練資料中心與終端的汽車自動駕駛。

國研院院長林法正指出，客製化的系統晶片已經成為主流，代表就是Apple的產品Mac電腦，以及Google為了他們的手機Pixel，開發了Tensor的晶片，此外，還有Amazon為了他們的雲端服務開發了Graviton晶片。

國研院

他表示，世界領導品牌的大廠都已經紛紛研發應用所需的一個客製化的系統晶片。這意味著客製化晶片設計是一個趨勢，而本次國研院於5月9日開發出的「客製化系統晶片設計平台」是台灣半導體的新階段。

林法正解釋，客製化晶片可以應用在相當多領域，這包含了各類裝置處理器、記憶體，或者整合在一起，並依據不同應用開發客製化晶片。如果是開發人工智慧應用的話，可以做物件辨識；如果是用於機器人控制，就可以做控制晶片，那如果是基因定序方面，這個晶片就可以在醫療。

簡單而言，就像樂高積木一樣，將架構先建好地基，像是學校（學術研究單位）就不用再從頭設計，只要根據他們的客製化應用並加以整合。

國研院提供

林法正表示，過去因為複雜電路的關係，都會浪費數天，變相造成博碩士的壓力，為了解決這個困擾才有這個「客製化系統晶片設計平台」。

利用平台，晶片設計成本約可節省30%

國研院半導體中心表示，客製化系統晶片設計平台中包含了ASIC與FPGA兩項功能，可以補足學研界缺乏晶片後端實作經驗的困擾。

此外，透過半導體中心經驗豐富的工程師一起參與晶片設計與除錯，可以有效率地設計出高效能、低功耗的晶片，降低學研界因為對先進製程設計規則不熟悉而產生的成本耗損，估計每個設計案的晶片材料與製作成本約可節省30%，從300萬元減為200萬元。

國研院提供

至於「晶片驗證時間」方面則可以大幅縮短，台灣半導體研究中心研究員蔡維昌指出，將原本需要花費數天到數週的軟體模擬時間，縮短為40分鐘，如果以晶片到系統展示而言，至少能縮短6個月時間。

這個客製化系統晶片設計平台的另一大功臣是台大電機系教授楊家驤團隊。他們與國研院半導體中心攜手，使用此平台完成了三款客製化系統晶片，分別是運算加速效能可比過去提升4至6倍的「AI運算加速晶片」。

國研院提供

而此三款系統晶片全都獲選於素有「IC設計領域奧林匹克」美稱的ISSCC國際研討會發表，備受肯定。對此，國研院半導體中心侯拓宏主任表示，半導體中心在國科會指導下，讓學研界可共用研究資源，縮短半導體技術開發與系統晶片設計驗證時間，加速提升技術實力，做出最頂尖的研究成果。

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核稿編輯：翁世航