曾被路透社評選為「2017 全球最具創新能力研究機構」第二名、身懷逾 2,760 項專利的「法國原子能委員會電子與資訊技術實驗室」(CEA-Leti),日前在新竹科學園區舉辦《Leti Day》研討會並宣佈將與國家實驗研究院 (NARLabs,簡稱「國研院」) 組隊強化微電子科技發展;以共享技術平台、交換博士生及工作坊形式,探索參與高效運算、網路、光子學、奈米生技醫療以及腦機介面 (brain-computer interface) 的研發專案機會。
為學術研究及產業應用搭橋
受邀開幕致詞的新竹市副市長沈慧虹表示,新竹市是一座既古老又年輕、DNA 良好的城市:它已有三百年歷史,但居民平均年齡只有 38 歲;另有科學園區、五所重點大學及國家級研究中心的地利加持,具備三高優勢——學歷高、所得高、出生率高,因而造就出「勇於創新」的個性城市。她介紹說,1967 年成立的 CEA-Leti,是走在微電子和奈米技術前沿的先驅,而台灣近期亦被世界經濟論壇 (WEF) 名列「亞洲超級新創」榜首,同樣具有熱情和多元文化特質;若能引入更多國際資源及研討交流,將有助於拓寬國人視野。
照片人物:新竹市副市長沈慧虹
代表出席簽約儀式的國研院副院長吳光鐘表示,這是繼隸屬於國研院的國家晶片系統設計中心 (CIC) 和國家奈米元件實驗室 (NDL) 在 2017 年與 CEA-Leti 密切往來後,又一具體進展;雙方研究員可藉由合辦研討會場合,交換關於矽光學、智慧影像感測器、射頻 (RF) 技術、3D IC 和相關器件製造技術的構思。CEA-Leti 執行長 Emmanuel Sabonnadière 博士表示,相較於從創意發想源頭涉入的技轉單位,CEA-Leti 花費更多心力在實務操作上,旨在為學術研究及產業應用搭橋、協助實現概念驗證 (POC) 過渡到產業量產階段的展示及原型製作。
照片人物:CEA-Leti 執行長 Emmanuel Sabonnadière (左)、國家實驗研究院副院長吳光鐘 (右)
與 ST 共同發展 GaN-on-Si 功率元件
Sabonnadière 指出,基於開創差異化技術並移轉至業界的共識,此次協議是很好的策略合作起點。CEA-Leti 在法國、美國和日本擁有 2,000 名員工,尤以多元微型化 (miniaturization) 和能源效率 (energy-efficient) 見長,有高達 85% 的經費是從此類研發合約而來;與意法半導體 (ST) 在矽基氮化鎵 (GaN-on-Si) 功率二極體和電晶體切換元件製造技術的合作就是一例,旨在滿足高效能、高功率應用需求,包括混合動力和電動汽車的車載充電器、無線充電和伺服器,將基於 Leti 旗下之奈米電子技術研究所 (IRT) 的框架製程實現 200mm 晶圓試產。
IRT 是法國政府「Program Investissements d'Avenir」計畫企業一員,獲政府資金挹注,擬於 2019 年完成可供驗證的工程樣品、在 2020 年前投入營運。此次合作將進一步完整 ST 的 GaN 和碳化矽 (SiC) 產品組合。ST 還將建立一條高品質生產線,包括 GaN/Si 異質磊晶製程,亦計畫於 2020 年前在法國圖爾前段製程晶圓廠首次投產,並與 Leti 評估高密度電源模組所需的先進封裝技術。CEA-Leti 目前在全球有 350 個產業夥伴、扶持 65 家新創企業,解決醫療健康、能源和數位化難題,提供從感測器到數據處理、運算方案及無塵室試產設施。
向「去中心化」之區塊鏈&霧運算邁進
為因應物聯網 (IoT)、人工智慧 (AI)、雲端、邊緣和智能合約等新興趨勢,CEA-Leti 亦致力將其開源「SensiNact IoT 平台中介軟體」用於發展安全的區塊鏈 (Blockchain),冀使成為去中心化的「霧運算平台」核心,為隨需 (on-demand) 邊緣運算打造全新生態。這個名為《DeCenter》註1、為期三年的聯合專案由歐盟與韓國共同推動,將整合更多運算技術和 IoT 資源,涵蓋處理、儲存、連接、感測、啟動等層面,以便和諧地動態創建多雲複合環境——當需要更多運算和儲存資源時,會在雲端完成,但講究時效性者會在邊緣進行。
CEA-Leti 認為,從雲端到邊緣的去中心化工程,是 AI 應用到大型異質系統的主要挑戰,包括如何即時而有效的回應制動;借助此一平台,所有供應商可共享資源並基於區塊鏈技術的智能合約登錄、監控,自動獲得報酬。終極目標是建置以「邊緣隨需運算」驅動 AI 應用的先進雲端平台。自 2010 年開始發展及試行的「SensiNact」統一框架,可透過通用應用程式介面 (API) 整合並管理 IoT 裝置;作為歐洲開放平台計畫之一,SensiNact 已部署在 ClouT、FESTIVAL、BUTLER 和 OrganiCity 等多個智慧城市、建築和醫療保健專案。
服務導向之「SensiNact」統一框架,任何協定皆溝通無礙
「SensiNact」平台可處理十多種通訊協定、可同時連接上萬台設備,且易於更新和擴展。為確保動態和異構處理所需的靈活性,CEA-Leti 以「服務導向」方式為實體和虛擬世界建立「鬆散耦合」(loose coupling)——任兩個模組僅靠一個簡單、穩定介面連接,且系統中每個元件皆獨立運作,其定義或參考資訊會被隱藏。不管通訊協定為何?都能迅速創建新的橋接路徑,收集、匯聚並保全來自不同區域/通訊物件的腳本資料,利用區塊鏈和智能合約,讓人們共享分散各地的感測及啟動資源,隨需、定期或事件觸發存取即使/歷史資料,供線上/離線分析之用。