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AI、5G加速大數據分析 運算技術成發展關鍵

人工智慧與5G等科技加速了處理大數據資料與分析的速度。符世旻

人工智慧(AI)與5G等科技加速了處理大數據與分析的速度,在晶片上加上AI功能的各式AIoT晶片與裝置需求大幅攀升,工研院指出,面對新一代晶片少量多樣與多元需求特性,傳統晶片設計模式將轉變為小晶片系統設計,或是走向微縮製程的路,才能解決龐大數據在高速運算過程中,兼顧運算效能且降低耗能,下世代記憶體技術也就成為發展關鍵。

工研院電子與光電系統研究所所長張世杰指出,因應整車智慧化、自動駕駛、IoT等與AI有關的新應用興起,下世代的記憶體,目前普遍朝向改變過去儲存電荷來存取資料的方式,而改以電阻式(Resistance-based)為基礎,藉由改變儲存狀態機制解決製程上的限制,支援高速存取、大容量、小體積、低功成為下世代記憶體,甚至元件的共通目標。

工研院為此也發展出AI晶片軟硬體設計平台技術,也與台灣相關IC設計及晶圓廠合作開發下一代Chiplet-based AI晶片,開發出更快、更耐久、更穩定、更低功耗的磁性記憶體(MRAM)與鐵電記憶體(FRAM),將先進記憶體應用在記憶體內運算,突破既有運算上資料需要由記憶體傳輸至處理器運算後再傳回記憶體的運算方式,直接在記憶體內做運算處理,節省資料搬移過程中的功耗,同時加快運算速度,大幅提升運算效能達10倍以上,帶動更多元化的半導體供應鏈的商業模式發展。

工研院於2021年底也攜手陽明交通大學發表領先全球的鐵電記憶體,除了能同時達到極低操作與待機功耗要求,更開發出可微縮於28奈米以下的關鍵技術,能同時達到極低操作與待機功耗的要求,未來更可應用在人工智慧、物聯網、汽車電子系統,加速產業躋身下世代運算技術領先群。

不僅如此,雙方也將發表將記憶體技術應用於退火加速運算的成果,以量子啟發式(Meta-Heuristic)計算演算法開發出全球第一顆記憶體內退火加速晶片,較既有運算速度快萬倍,可被視為未來量子電腦的殺手級應用,廣泛應於半導體製程、生醫基因定序、金融商品、物流排程上,加速產業落地與創新。

工研院也表示,將在2022年再次攜手清華大學發表全球最高的能效記憶體內運算加速晶片,未來將可應用在語音辨識藍牙耳機,影像辨識、智慧門鎖、智慧攝影機、人臉辨識、手勢辨識等應用中,藉由跨域合作加速產業落地與創新應用,搶攻元宇宙新商機。

此外,隨著產業環境競爭日益激烈,高速、高智慧的檢測技術已是現代化產線高產能的關鍵,在大數據分析、邊緣運算與人工智慧協助下,許多半導體業者都從自動化邁向「智動化」,以智慧化提升產能與競爭力。

因應市場需求,工研院為此研發出「AI人工智慧設備預診斷技術」,有如產線上的智慧糾察隊,在建立一套完整的資料庫後,在產線直接判讀瑕疵,解決傳統人為檢查失誤或品質不均問題。

解決問題時間從30天縮短成1-5天,成功提升半導體製程良率,未來可提升包括頻率元件生產製造廠、多晶模組微小化構裝製程廠、碳化矽晶圓檢測、AiP載板檢測、半導體先進封裝測試檢測等產線彈性化生產,促使產品在試量產階段即可提早上市。該技術已導入全球半導體公司,搶攻全球智慧生產與製造龐大商機。


【本文由Fii新加坡商鴻運科股份有限公司台灣分公司贊助,DIGITIMES獨立報導】


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