半導體中心推客製平台，助系統晶片設計成本大省 30%

國科會轄下國研院半導體中心推出「客製化系統晶片設計平台」，讓設計案成本節省 30%，大幅節省驗證時間；目前已有台大團隊運用平台，完成全世界第一個實現變體基因型運算的「次世代基因定序資料分析晶片」設計、驗證與展示。

新興應用對運算硬體的效能要求越來越高，讓自行研發客製化系統晶片的趨勢掀起高潮，比如蘋果MAC系列產品，正是使用自家研發的M1及M2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。

國研院院長林法正今天在記者會中表示，客製化系統晶片就是把一部強大電腦的功能，做在小小的晶片上，可以想像，其研發、製作相當困難，為幫助國內學研界研發，半導體中心開發出「客製化系統晶片設計平台」。

林法正指出，此平台可望一次解決學研界必然遇到的設計程序繁複、驗證過程耗時、欠缺展示系統3大痛點；學研界利用平台，就可專注於開發系統晶片中的關鍵技術「特定應用電路」。

國研院說明，平台中包含ASIC（特定應用積體電路）與FPGA（現場可程式化邏輯閘陣列）2項功能，學研界使用此平台的過程中，半導體中心會支援專業的晶片設計服務團隊，補足學研界缺乏晶片後端實作經驗的困擾，有效加速完成繁複的設計程序。

國研院表示，估計每個設計案的晶片材料與製作成本約可節省30%，從新台幣300萬元減為200萬元。

其次，借助半導體中心專業人員的經驗，能加快複雜晶片裡超過30億個電晶體的驗證與除錯工作，協助學界有效縮減驗證時間，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。

最後階段，由於「客製化系統晶片設計平台」可支援展示系統，只需將下線製作出來的雛型晶片，安裝在平台上的晶片插座，載入軟體映像檔，即可進行相關應用如物件偵測或影像分割等內容的應用展示。

國研院指出，相較於往常學界為了展示的需求，必須另外自行開發系統電路板，半導體中心可幫助學界節省這段從完成晶片到系統展示的最後一哩路，至少能縮短6個月時間。

國研院半導體研究中心主任侯拓宏表示，「客製化系統晶片設計平台」具共通性質，除學研界團隊可使用，針對資源相對有限的新創、規模較小IC設計公司，未來也有機會討論如何利用平台，在研發工作上展開合作。

目前台大電機系教授楊家驤團隊與半導體中心攜手，使用此平台完成3款客製化系統晶片的設計、驗證與展示。

3款系統晶片包含「AI運算加速晶片」、「7軸自主移動機器人運動控制晶片」，以及全世界第1個實現變體基因型運算的「次世代基因定序資料分析晶片」，能將分析時間從過去的數天縮短至半小時以內。

▲ 左起分別為：用於自主移動機器人運動控制之系統晶片、完整整合端至端次世代定序基因分析加速器晶片、具備動態硬體架構切換之深度學習加速器晶片。

國研院指出，上述3款系統晶片全都獲選於素有「IC設計領域奧林匹克」美稱的「國際固態電路研討會」（ISSCC）發表，備受肯定。

（作者：張璦；圖片來源：國研院）