SOC產業發展與 大學生生涯規劃 陳添福 國立交通大學 嵌入式系統應用(Embedded System): Digital Still Camera Digital TV I- video phone O N DVD PDA Cameras Video Phone Set-top box Digital Video Recorder/ Home Video Server Cable SND v Digital Camcorder v * # Cellular Video Phone Network Cameras (source：Texas Instrument) 甚麼是晶片系統(SOC)? An SoC contains: •
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SOC產業發展與 大學生生涯規劃 陳添福 國立交通大學 嵌入式系統應用(Embedded System): Digital Still Camera Digital TV I- video phone O N DVD PDA Cameras Video Phone Set-top box Digital Video Recorder/ Home Video Server Cable SND v Digital Camcorder v 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 0 # Cellular Video Phone Network Cameras (source：Texas Instrument) 甚麼是晶片系統(SOC)? An SoC contains: • Portable /Reusable IPs • Embedded CPU • Embedded Memory • Real World Interfaces (USB, PCI, Ethernet) • Software (both on-chip and off) • Mixed-signal Blocks • Programmable HW (FPGAs) Embedded Systems Design • > 500K gates Technology: 0.25 m and below P/C µ Not an ASIC ! Memory Embedded Software Software Analog SOC Firmware CORE 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 矽導計畫 工商時報 十兆元 矽導計畫帶動產值驚人 資訊科技 930220 呂雪彗／台北報導 行政院推動的國家矽導計畫，今年將邁入新的里程碑，政院將選擇IC設計服 務為龍頭產業，建立台灣在全球半導體製造及IC設計服務業旗艦地位，預計可帶 動IC設計及相關產業產值至二○一○年達新台幣二．三八兆元。 國家矽導計畫在矽相關產業方面，將影響相關知識服務業、EDA產業、ISP產 業及帶動光、電、網、資、通、生物科技相關產業的成長，至二○一○年影響所 及產業近台幣十兆元。 矽導計畫有三大重點，一是推動SOC全球晶片系統設計服務專區，九二年底 前啟用竹科研發中心及南港SOC專區，九四年全島包括台北、南港、桃園、龍潭 、竹科等SOC設計服務專區商業模式整合。 二是培育高級半導體人才，預計九六年後每年達到培育一千名的大學與研究 所高級半導體人才。 三是積極推動IC設計及系統相關產業，使IC產值至二○○八年達新台幣一． 八兆元，二○一○年達二．三八兆元。 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 晶片系統國家型科技計畫 (教育部、NSC、工業局) • Wireless Communication • Optical Electronics • Processor 二、前瞻產品 開發計畫 產 品 驗 證 平 台 驗 證 先導載具開發計畫 (技術處、工業局、 ITRI 、 NSC 、業科、學科、主導性) ‧SOC IP 四、前瞻智財 開發計畫 智 財 驗 證 (技術處、工業局、 ITRI 、中科院 NSC 、業科、學科、主導性) 國立交通大學資工系 服 務 驗 證 ‧Platform 三、前瞻平台 開發計畫 (技術處、工業局、 ITRI 、 NSC 、業科、學科、主導性) 伍、新興產業 開發計畫 (技術處、工業局、ITRI 、 業科、學科、主導性) 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 2001年我國IC產業在全球的地位 需求面 供給面 產值 29.5 (36.4)% 我國 IC市場 10,059 (16,130) 亞太地區 IC市場 34,118 (44,303) 8.5 (9.1)% 7.2 (7.9)% 全球IC市場 118,942 (176,945) 全球半導體市場 138,963 (204,394) 單位 百萬美元 全球佔有率 全球排名 領先國 6,512 5.5% 4 美、日、韓 1,896 16.9% 3 韓、美 SRAM 244 6.4% 4 日、韓、美 Mask ROM 400 56.7% 1 台 設計業 3,616 25.9% 2 美 製造業 8,966 7.4% 4 美、日、韓 專業代工製造 6,070 72.9% 1 封裝業 2,285 30.4% 1 台 台 測試業 750 35.7% － － ─ 14.7% 3 日、美 自有品牌IC DRAM 製造業產能 註： ( )為2000年數據 國立交通大學資工系 資料來源：WSTS(2002/01)；工研院經資中心ITIS計劃(2002/03) 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 設計產業競爭分析－依區域別 Market share (%) •IP IDM-- ”Semi-Fabless”Model •Innovation System & IC Design U.S No.1 Focus 60 Fab Outsourcing Packaging Testing •Quick Tech follower •Cost - down Taiwan No.2 •IP •Innovation ～ ～ EMEA No.3 ~ ～ ～ 20 1985 Notes: EMEA area covers Middle East & Europe 資料來源: 工研院經資中心ITIS計畫(2001/11) 國立交通大學資工系 1990 •Newly emerged •Domestic -driven Market China Japan 1995 Many more... Korea Singapore 2000 公司大量進入年代 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 台灣IC產品應用領域 其他 2.2%(2.8%) •應用分佈 •前十大應用產品 35% 29.3% 30% 25% 消費性 18.0%(16.0%) 通訊 14.1%(15.6%) 20% 16.3% 15% 8.0% 10% 資訊 65.7%(65.6%) 5% 6.1% 5.2% 4.4% 4.0% 2.7% 2.6% 2.4% 0% 板 機 主 機 碟 光 具 玩 卡 電 型 記 筆 2001年 1,220億台幣 卡 腦 圖 繪 放 網 D DV D /C 播 性 盤 機 路 滑 鼠 /鍵 其 他 消 器 費 視 監 D LC 註：按營收計算比例分佈 註: ( )為2000年數據 資料來源:工研院經資中心ITIS計畫(2002/03) 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 全球SOC技術應用發展趨勢 無線與網路 1G 2G 2G GSM (MAC/BB+Radio) -on-chip 2.5G GPRS + Handheld -on-chip 3G/3GPP Appliances -on-chip • CDMA 2000(美規) • WCDMA(歐規) • TD-SCDMA(大陸規) WLAN : 802.11(2M bps) IEEE 802.11b(11M bps) IEEE 802.11a(54Mbps) or IEEE 802.11g(2~54Mbps) Broadcasting : DAB-on-a-chip. DVB/Digital TV-on-chip 通訊 Analog Medom ISDN XDSL SOC Cable Modem SOC Network Processor IA Processor 10M Ethernet 10/100M Ethernet Optical Gigabit Ethernet SOC 光學電子 CD_ROM VCD DVD HD-DVD SOC Camera DSC High Resolution DSC CamCoder DVC High Resolution DVC 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 人數 半導體人才缺口 70,000 62,356 50,000 10,000 0 （4,977） （4,057） （9,034） （4,057） 16,696 7,384 7,384 3,327 28,468 3,327 92 9,312 4,335 93 25,666 18,857 12,873 7,662 11,772 5,211 94 14,923 5,984 95 )預估缺口 )預估累計缺口 半導體人才需求 預估累計 （6,561） 43,391 （15,595） 40,000 20,000 ( ( （8,939） （24,534） 60,000 30,000 （12,156） （36,690） 18,965 6,809 96 半導體人才供給 預估累計 半導體人才需求 預估 半導體人才供給 預估 年度 依現行供給規模，人力缺口將隨產業發展逐漸擴增，至96年為止半導體 產業人力缺口將高達 36,690 人。 上圖缺口基於以下假設： 1.91年電機電子系大學及碩士畢業生進入半導體產業服務者已於9月底前順利就職。 2.每年義務役之退伍數與服役數相當。 3.出國留學與學成返國之人數相當。 4.海外人才延攬至國內服務人數不計入。 晶片系統預期產業效益 –產品應用需求： •〝輕、薄、短、小、省(電)、廉(價)、多(功能)、(智) 慧〞 •連網、安全 –產品設計的趨勢與需求： •產品市場生命週期短 •推陳出新快 SoC將是提供系統產品設計者這個需求的一個良好解決方法： •製程技術的進步可以將相當多的系統功能組塊整合在一個晶片裡， 大大縮小產品的體積與所須元件數 • IP-based及Platform-based的SoC設計可以大大縮短產品設計時程 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 台灣心處理器 開發自有核心處理器 游揆力推矽導兩條龍 工商時報 資訊科技 930220 呂雪彗／台北報導 …….. 政務委員蔡清彥正率領矽導計畫辦公室的勁旅，前往美西地區舉辦國 際半導體論壇，藉機在廿二日透過視訊會議方式在矽谷連線，與游揆二 人在台美隔空喊話，展現政府大力支持矽導計畫立場，以延攬海外科技 菁英參與。 矽導計畫在半導體方面，今年重點將大力推展「台灣心」，開發台灣 自有核心處理器技術，藉由國內外廠商投資加入，使台灣能掌握全球晶 片系統(SOC)設計、製造及創新服務供應鍵地位。 ……… 蔡清彥表示，目前台灣IC設計並沒有整套系統，電腦的CPU是英特爾 的，手機的核心IC也是別人的，有必要開發核心關鍵的IC，全系統從頭 到尾都將由國內設計，不再仰賴國外。 …….. 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 大學生生涯規劃 隨時檢視自己的時空座標 台灣： 新貧窮時代：收入少、機會少、低成長、高風險 台灣正在快速邊緣化 我們: 資訊領域廣泛運用於生活、生產 資訊是當紅科技產業(?) But, our students are Less creative Afraid of difficulty, tedious work Lack collaboration 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 昨天的成功只是 今天生存的基本條件 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 建構自我人生願景 核心理念(Core Ideology) 一個企業永恆不變的部分 它界定了一個企業擁護什麼及為何而存在 可展望的未來(Envisioned Future) 指的是一個企業想要成為, 達成及創造的一切 它會隨外在環境的改變而改變 重點: 知道你自己是誰比知道你往哪裡去重要 , 因為你往哪裡去會隨著週遭世界的改變而改 變, 而你是誰則是永恆不變的. 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 競爭與進步 創新 速度 品質 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 成功與桿槓原理 追求自我 成功的要素 專業與學識能力 處世之道—關懷別人、關懷社會 機運 站在巨人的肩膀上 熱門領域的迷思 彈簧原理 從台灣看天下 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 交通大學/中正大學 SOC研究 SoC設計演進趨勢 (b)從硬體為主的全新設計更 進一步演進到以嵌入系統 軟體為主的軟體硬體整合 SOC設計 (a)從cell-based為主的全 新設計演進到以IP為主 (強調reuse的SOC設計) 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 Why CS students need SOC? SOC 領域在資訊系的發展 System on chip + IC design Cover areas: Architecture, Embedded system, VLSI design, Real-time systems 產業面 IC設計為國家目前重點發展產業 System-on-chip (SOC) 造就資訊背景人才很大的發展空 間 SOC對 IP core 設計的大量需求 CPU core, DSP, network processor, video/audio processor, Security IA 的發展需要System 與Hardware密切的整合 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 中正大學SOC研究團隊 85年執行第一個國科會整合型計畫, 團隊密切合作開始 已執行之整合型計畫 低功率特定應用嵌入式微控制器設計系統(85-87; 國科會) 智財導向的設計與測試技術及其在高階32位元微控制器核心設計上的 實際應用(88-90; 國科會) 性能導向的架構可調式及可程式化之低功率晶片系統設計平台(91; 國 家矽導計畫) 雙頻三模無線區域網路及其晶片系統設計平台之研究(91; 中部科學園 區計畫；與電信中心合作) 執行中之整合型計畫 A Unified, Low-power RISC/DSP Processor with Configurable VLIW for Multimedia SOC Applications (92-94; 國家矽導計畫) Design Techniques for Ultra Low-Power Programmable Processor Based SOC Designs (92-94; 國科會) Content-Aware Multimedia Compression/Indexing (CAMCI) System and Digital IP/Chip Design (93-95; 國科會) 已構想書通過之整合型計畫 晶片系統之關鍵設計技術研發三年計畫 (經濟部技術處) 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 Why choose SOC with Prof. Chen? Strong History Processors: 8b C及32b RISC共五件技術移轉 Low-voltage Low-power design techniques: Single-0.5V 0.25m RISC Core System architecture: key technology and rich pool for patents Embedded software: embedded Linux, compiler for DSP and VLIW Strong Present 結合資工與電機兩系共八位教授密切合作 進行目標導向設計技術及晶片開發 (shooting ISSCC, DAC, ISLPED) CPU (HW) Core Tech, Encryption HW for networking, Multimedia IPs, Embedded SW, … 完成MPEG4 Video Decoder開發 (FPGA 驗證板 demo成功) Next generation advanced processor: UniCore 為國內首創之前瞻性技術開發 Strong future(學界台灣心處理器及其應用) High-performance Low-Power Processors (UniCore-X) 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 我們的理念 不懈的努力與 自動自發的學習精神 宏觀的國際競爭力 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 末語 Team work – the only way to succeed!! 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室 台積電要大學生「掌握自己人生」 國立交通大學資工系 晶片系統及嵌入式軟體實驗室