工研院「AI 趨勢下之次世代半導體創新與應用」研討會登場，探討量子電腦趨勢

具有高速運算速度的量子電腦（Quantum Computer）被認為將驅動 AI、醫療、通訊新變革。有鑒於台灣在半導體產業具有領先全球的優勢，在經濟部技術處支持下，工研院產業經濟與趨勢研究中心（IEK）於 6 月 4 日舉辦「AI 趨勢下之次世代半導體創新與應用」研討會。

大會特別邀請美國史丹佛大學教授、美知名量子電腦新創公司 Rigetti Computing 及鈺創科技董事長盧超群等專家與會，聚焦「矽光子」、「半導體異質整合」等次世代半導體關鍵技術研發、以及量子電腦未來趨勢等議題做深入探討，並指出面對即將來臨的量子電腦世代，將形成一個嶄新的產業鏈，包括對於新材料的了解與取得，以及對新製程生產精度與穩定度的要求，是下一波台灣半導體產業的成長契機。

在經濟部技術處的支持下，自 2004 年由前工研院院長史欽泰推動建立與史丹佛大學建立交流合作平台。在此合作基礎上，每年進行雙邊的互訪和舉辦研討會活動，以促進台灣與矽谷間的產官學研交流。今年研討會以「AI 趨勢下之次世代半導體創新與應用」為主軸，邀請矽谷和台灣高效率運算晶片技術的專家同場分享研發的經驗，現場吸引超過 200 多位產官學研人士踴躍出席。

工研院 IEK 與史丹佛大學共同研討平台計畫主持人，同時也是 IEK 主任蘇孟宗表示，未來半導體技術發展走向微小化和多樣化，將透過導入新材料和新電晶體結構，以克服微縮製程所產生的挑戰。他指出，目前台灣晶圓製造廠商積極朝 2D 與 3D 結構的半導體技術發展，須考量技術投資的成本和市場需求。此外，量子電腦的發展在近幾年有加速趨勢，預期將在 5 至 10 年後會導入商用化，不僅將會對許多產業產生重大影響，亦是半導體產業跳脫傳統電子晶片的另類途徑，預期能滿足人工智慧、系統模擬和最佳化分析等高效能運算的特定需求。

今年是積體電路發明滿 60 年，而台灣在積體電路上技術領先是世界有目共睹，鈺創科技董事長盧超群以「人工智慧與矽世代 4.0 創造指數型經濟成長的時代」為題進行專題演講。盧超群指出，半導體產業在製程微縮上已取得重大突破，未來則是透過異質整合（Heterogeneous Integration）擴大晶片的應用領域，尤其是應用廣泛的人工智慧，以創造半導體產業在數位經濟的更高價值。

量子電腦備受期待，史丹佛大學教授 Chuck Eesley 則針對人工智慧和量子電腦的投資趨勢發表演說。他認為人工智慧商業潛力已經相當明顯，但傳統上量子電腦還是處於理論概念階段，尚無法實現其高度破壞性的商業潛力。根據他分析過去十年人工智慧、基因編輯技術（CRISPR）、機器人和奈米科技等新興科技的研究成果、專利、投資和新創活動等資料，類比在量子電腦產業發展，他預估第一批商業化量子電腦將開始出貨，且在未來 5 年的每年複合平均成長率 25%，達到 50 億美元市場規模。

雖然量子電腦還無法在短期內推出，包括英特爾、Google、IBM、微軟等大廠已開始著手開發可進行量子運算的特殊應用晶片（ASIC）。美國知名的量子電腦新創公司 Rigetti Computing，由工程主管 Matthew Reagor 分享 Rigetti 在量子積體電路和電腦的研究進度。他指出矽晶圓晶體電路是大型量子電腦最主要的候選方案，由於以矽晶片製造的量子處理器工作溫度比絕對零度（-273.16℃）高，他更針對 Riggetti 量子電腦運作模式及當前的科學和工程挑戰進行說明。Rigetti Computing 在2013 年於美國加州成立，目前已募集超過 6,900 萬美元資金，目標是「打造世界最強大的電腦」。

此外，歐美各國一直積極研究基於光子和超導體系的量子電腦研究。史丹佛大學電機系教授 Jelena Vuckovic 指出，光子學（Photonics）應用廣泛，從光通訊、傳統和量子運算到感測與成像，是科技業明日之星。然而現有光源技術產生的光子體積大、效率低，且易受環境影響造成損耗，阻礙光子學的實用化。史丹佛大學研究團隊捨棄了傳統直覺式設計方法，基於期望的光子性能，搭配製造限制與結構穩健性下，透過參數化過程，開發可持續優化奈米光學結構的演算法。除了光子積體電路，自動化奈米結構設計演算法也運用在鑽石晶格內創造高效率的矽空隙色心（SiV color center）以捕捉更多光子，提高量子電腦硬體的實用性。