經濟部發展下世代AI晶片 創新記憶體內運算新里程碑

經濟部發展下世代AI晶片 創新記憶體內運算新里程碑
5G、AI人工智慧驅動半導體產業快速成長,然複雜的運算亦帶來耗電的瓶頸,經濟部多年來布局開發記憶體內運算與嵌入式記憶體技術,同時與國內半導體大廠、美國UCLA DARPA計畫進行合作,全力發展更快、更穩、不失憶的新世代記憶體效能,效能媲美Intel並領先三星,更解決記憶體陣列的干擾問題,為產業化邁進了一大步;如應用在手機,手機使用AI功能電量從1天延長至逾3天,樹立傲視全球的新里程碑。(右圖)記憶體內運算AI晶片。

隨著手機AI功能越來越多,使得手機電池能使用時間不斷降低,省電的AI運算晶片就變得非常重要,也讓記憶體內運算技術已成為全球AI晶片技術兵家必爭之地。傳統AI運算晶片,必須讓運算的資料在記憶體與處理器之間不斷的搬動,非常耗電,不適合做為終端裝置(如手機)的AI運算晶片。經濟部支持工研院發展的記憶體內運算技術,即可讓手機內的運算資料直接在記憶體內運算,非常省電,原本手機使用AI功能的電量只能使用1天,現在可延長至3天以上。

目前工研院在記憶體內運算技術上即有不錯的成果,從2020~2022年,均在ISSCC、Symposium on VLSI、A-SSCC等國際頂級研討會發表SRAM based記憶體內運算的相關論文,取得世界領先的地位。然而記憶體內運算需搭配極低耗電、高速運算、高耐久性的嵌入式記憶體元件,以進一步提升效能優勢。經濟部指出,以蘋果的iPhone 13晶片為例,需超過12,000個記憶體陣列,每個陣列有8,000個元件,必須開發控制電路,解決記憶體陣列的干擾問題。工研院發展新型的磁性記憶體技術,目前元件效能媲美Intel、領先三星達20%,達成可超過10年資料儲存能力等特性的技術;未來可整合進先進製程處理器,在AI人工智慧、車用電子、高效能運算晶片等領域具有極佳的前景。相關成果亦吸引美國加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles, UCLA)合作下一代電壓控制式磁性記憶體VC-MRAM合作開發計畫,隸屬於美國國防高等研究計畫署(DARPA)專注的下一代記憶體MRAM研究案。

面對科技創新與市場發展,當前的科技應用已經從單純的PC與手持式裝置轉換到到雲端運算、邊緣運算等;未來加上大數據與AI人工智慧的發展,更加延伸到自駕車、物聯網等領域。經濟部將持續擘劃半導體相關藍圖,攜手產業共同開創更前瞻的下世代技術,讓台灣在國際上發光發亮。
 
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