一、半導體領域2024年趨勢

微電子與半導體為AI、5G、車聯網等現代科技應用的核心，亦是各國政府與業者關注的焦點。Frost & Sullivan報告預測，2024年半導體領域的重要趨勢與成長機會涵蓋：以AI加速半導體創新、化合物半導體材料、新興封裝技術、電動車與自駕車、第五代精簡指令集(RISC-V)、光子積體電路、永續發展等。前述各項趨勢說明請參閱圖一，以下段落將介紹七項微電子創新應用案例。

二、適用於微電子裝置的下一代生物燃料電池

開發廠商：法國BeFC
每年有數十億顆電池被廢棄，然而傳統電池通常含有有毒金屬與電解質，例如稀土元素、汞等，且難以回收，易對環境造成嚴重威脅。有鑑於此，新一代永續電池解決方案廠商BeFC以石墨、酵素、醣類等有機材料，利用酵素氧化醣類釋放電子的生化反應機制，開發出新一代環保、低成本且無金屬的紙基生物燃料電池，適合作為LED與低功耗裝置之供電電源使用。
此創新電池除了具備輕薄且可撓曲等特性，外型與尺寸亦能夠因應裝置的造型以及續航力需求而調整。另外，該公司同時以此創新電池為基礎，整合了溫度、濕度、pH值等多款感測器與通訊晶片，設計出先進的遠距監測標籤，可應用於運輸物流、醫療保健、食品安全等領域之物流追蹤與廢棄物管理。

三、應用於自駕車的長距離LiDAR 感測器

開發廠商：美國SiLC Technologies
自駕車之光達系統常採用飛行時間(Time of Flight，ToF)或調頻連續波 (Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)等技術測量距離。目前以ToF為主流，但此技術迄今仍面臨著諸多挑戰，包括：由於眼睛安全議題，導致ToF的雷射光功率受到嚴格限制，同時也限縮了ToF的探測距離；ToF易受到環境影響，尤其是多位駕駛在同一區域行駛，會產生互相干擾的現象。儘管FMCW具備探測距離長，且不易受到環境干擾等優勢，但其技術複雜且成本高昂等因素，限制了FMCW的採用。SiLC Technologies發展出創新的矽光子整合平台，能將雷射、探測器等所需的零組件整合於單一矽晶片中，並可透過SiLC Technologies設計的半導體製程實現量產，提供低成本的FMCW光達解決方案-Eyeonic Vision System。
此解決方案能夠測量物體的瞬時速度，以及識別物體表面和材質的差異，且不同型號具備不同的探測距離與解析度，例如ULR型號最遠可探測至1km的距離，適用於無人機；LR型號的偵測距離約300公尺，且具備優異的速度精度，適用於自駕車；SR型號探測距離約50公尺，但其深度解析度可達到亞毫米，適用於產品品質檢測。

四、適用於人工智慧訓練等廣泛領域之通用GPU

開發廠商：中國壁仞科技
中國IC設計廠壁仞科技致力於開發能應用於人工智慧訓練、科學運算等廣泛領域之通用GPU (General-purpose GPU, GPGPU)，以及軟硬體平台，包括開放加速器模組(open accelerator module, OAM)以及軟體開發解決方案，以滿足近期人工智慧運算的快速成長需求。其中，壁仞設計的OAM產品，稱為壁礪160M，具備優異的供電和散熱能力，能够讓GPU充分地發揮計算能力；軟體開發解決方案，稱為BIRENSUPA，能為開發者提供完整的軟體開發架構，並且能兼容目前主流的深度學習框架與加速引擎，以提升軟體開發效率。
壁仞科技的主要競爭者有NVIDIA、台灣創鑫智慧等廠商。近期由於美國政府對AI晶片技術的限制，導致百度等中國科技業者被迫轉向與中國半導體業者合作，預計壁仞科技將利用此機會迅速發展，並將其產品推向中國與開發中國家市場。

五、能提升顯示器效能的創新量子科技

開發廠商：法國Nexdot
球形的量子點(quantum dots, QDs)會朝向四面八方發射光，無法集中於特定方向，因此大部分的光無法有效被利用。Nexdot開發出獨特的技術，能將多個量子點排列成二維的量子板(Quantum Plates)。與QDs相比，量子板能朝向特定方向發出光，且亮度、色純度皆更優異，同時具備著長期穩定性以及更少的能量損失等優勢。另外，顯示器光源發出的熱容易破壞QDs，因此目前市售的顯示器中，須將QDs放置於遠離光源的位置，導致顯示器厚度難以進一步縮減。然而，量子板具備出色的熱穩定性，因此其放置於顯示器的位置不會受到限制。除此之外，Nexdot亦發展出獨特的封裝方式，能將尺寸約1奈米的量子板封裝成密度、含量和尺寸皆能精準控制的微米顆粒。微米顆粒能保護內部的量子板免受水、氧氣等分子的干擾，且微米的尺寸更適合後續的加工。
目前Nexdot正積極與材料與模組製造商合作，開發可整合到現有生產線的解決方案，期望在未來數年內能推出應用此項技術的產品。

六、能於邊緣裝置上運行大型語言模型之AI晶片

開發廠商：美國Kinara
目前許多業者正積極將AI整合至其所開發的解決方案中。然而，採用AI技術會大幅提高設備的成本與能源消耗，甚至需要仰賴雲端運算計算大型語言模型(LLM)。雲端運算會增加成本與延遲時間，且可能衍生資料安全的議題。Kinara推出適用於邊緣運算(Edge Computing)的AI處理器，包括Ara-1與新一代的Ara-2。Ara-1能在邊緣伺服器和筆記型電腦等邊緣裝置上，執行節能、高效能且具成本效益的複雜計算，如影音分析等，並且具備特殊設計，可降低延遲性，確保AI能即時回應；Ara-2性能更為優異，甚至能運行生成式AI，並且能同時執行多個AI模型。另外，Kinara亦推出軟體開發工具SDK，能支持多種運算架構與資料格式，並可幫助開發者執行、調整與優化AI模型。
Kinara 推出的AI處理器與解決方案適合應用於產線即時監控、交通與車輛追蹤和零售等領域。例如Kinara已設計出無人零售商店的解決方案，能即時分析消費者行為，提供個人化互動(如自動結帳與購買建議），並且能管理店內庫存與商品擺設，同時具備省電節能的優勢。目前Kinara規劃持續與台積電合作，以確保其產品能持續創新並且付諸實現。

七、適用於AR/VR的智慧隱形眼鏡

開發廠商：美國XPANCEO
美國XPANCEO正在開發與採用多項創新技術，將微型投影機、生物感測器和電子裝置整合至隱形眼鏡中，以打造出輕薄且適用於AR/VR的創新智慧隱形眼鏡。XPANCEO發展的創新技術包括：具有高折射率和異向性(anisotropy)的光波導材料；能協助開發與設計優化的AI平台；創新的控制介面與機制，使用者能不需要透過眼球移動或眨眼等額外動作控制應用程式等。
2023年12月XPANCEO 推出三款智慧隱形眼鏡原型。第一款為世界上首款能實現全息投影的隱形眼鏡，影像解析度可媲美目前的AR/VR頭戴式裝置。第二款原型將生物感測器與隱形眼鏡結合，能從淚液檢測葡萄糖、皮質醇與荷爾蒙等生物標誌物的濃度，同時能藉由眼睛振動與尺寸的微小變化，計算心率與眼壓。第三個原型則採用了先進的金屬薄膜技術，此薄膜透明度高且具有優異的導電性，能在不影響視覺的情況下連接隱形眼鏡上的電子元件。
XPANCEO目標在未來三年將前述眾多功能與技術整合至單一隱形眼鏡中，並預計在2026年底前完成商品化。

八、RISC-V處理器架構的IC設計解決方案

開發廠商：印度InCore Semiconductors
印度半導體領域新創公司InCore Semiconductors致力於發展以第五代精簡指令集(RISC-V)架構為基礎的IC設計解決方案。RISC(Reduced Instruction Set Computing)是中央處理器的一種設計架構，相較於Intel的x86架構與目前多數手機CPU採用的ARM架構，RISC-V具備開源、可擴充、節能等優勢。
InCore Semiconductors推出的IC設計解決方案，適用於嵌入式系統、物聯網設備和工業自動化等領域，主要特色為可高度客製化，能幫助每位客戶能迅速設計出符合自己需求的高效率且低耗能的處理器與系統單晶片(SoC)。此外，InCore Semiconductors的解決方案還能自動生成測試與驗證工具與相關文件，幫助客戶測試極端情況等各種情境，確保處理器能在不同條件下如預期運作，同時符合法規要求。