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半導體光電通訊七大前瞻技術齊發,揭示自主可控技術新藍圖

吳碧娥╱北美智權報 編輯部

在生成式人工智慧與高階半導體技術全面深化的趨勢下,台灣學研機構正將底層電路設計創新加速轉化為具備產業實戰力的應用方案。在2026年台灣創新技術博覽會舉辦的人工智慧半導體光電通訊亮點創新技術發表與商機媒合會中,緊扣「自主可控」、「邊緣輕量」與「精準轉化」三大核心技術主軸,涵蓋IC設計專用AI引擎、產線少樣瑕疵檢測、工業物聯網邊緣資安、太空量子遙測光電、飛安智慧預警、胰臟癌早篩診斷,以及多模態身心壓力感測單晶片等七大前瞻技術。這些研發成果不僅直指全球高科技產業面臨的實務痛點,多組團隊更已取得跨國盲測驗證數據或成功衍生新創公司,展現台灣自主研發量能與國際供應鏈接軌的厚實基礎。

晶片架構自主與少樣學習:台大建構IC專用引擎,陽明交大突破產線檢測

面對先進製程架構日益繁複與地緣政治下的智財保護需求,晶片設計流程正迎來典範轉移。台灣大學資訊工程學系教授洪士灝發表「SiliconMind-V1:多代理蒸餾IC設計AI引擎」。洪士灝直言,儘管國際科技巨頭已積極將AI導入晶片設計,但當前多數方案僅是將公有雲端的大型語言模型套上工作流外殼(Agentic Flow)。雲端通用大模型缺乏頂尖晶片廠的核心專有IP,且若將商業IC設計圖與原始碼上傳至雲端,將面臨極嚴重的商業機密外洩與合規風險。為此,團隊自主研發專注於晶片邏輯推理的專用模型架構(Reasoning Model),在多項業界標準基準測試中超越中科院發布的CodeBuba-R1模型,以小搏大證明專用小模型的推理實力。系統進一步將晶片規格定義、RTL編寫、軟硬體整合驗證到EDA流程拆解為多代理人協同作業,建立雙向迭代的「演進式設計」(Evolutionary Design)循環,讓晶片廠能在封閉內網利用自身專利庫訓練專屬的「主權AI」(Sovereign AI)。團隊已於今年6月正式成立衍生新創公司「Silicon Mind」,專注為台灣半導體產業建置自主全流程設計引擎。

台灣大學資訊工程學系教授洪士灝;攝影:北美智權報/盧頎

在先進封裝與高階製造方面,陽明交通大學 AI學院博士生謝譯寬發表「具根因分析與少樣學習能力之瑕疵檢測技術」,徹底重塑工業檢測流程。謝譯寬指出,關鍵零組件一旦漏檢流入市場恐引發車輛召回與安全隱憂,半導體晶圓的微小裂痕更會衝擊良率與交期;但產線引進新產品(NPI)初期不良品樣本極少,傳統 AOI 需海量標註樣本才能收斂,且舊系統即便圈出瑕疵也無法解釋成因。該技術導入少樣本學習機制,製造業者僅需提供標準良品與極少數不良品樣本,模型即可自主推論表面特徵,並支援工程師以自然語言對話提問(例如:「檢查特定接腳螺帽是否存在裂痕」)。系統輸出瑕疵熱點圖(Heatmap)的同時,更深度整合廠端維修與機台日誌資料庫,主動回溯推論製程根因(如沖壓模具損耗或刀具應力異常),並將工程師排查確認的紀錄即時反饋回資料庫,形成模型自演進的閉環機制,大幅降低製造業智慧檢測導入門檻。

陽明交通大學 AI學院博士生謝譯寬;攝影:北美智權報/盧頎

邊緣防禦與量子遙測超解析:台科大築工控防線,成大突破衛星光譜極限

針對工業物聯網高頻率惡意穿透威脅,台灣科技大學資訊工程系教授鄭欣明提出「LLM 驅動之工業物聯網輕量型AI入侵防禦系統」。鄭欣明分析,工廠營運最重視產線的高可用性與連續運轉,若傳統 IT 防禦規則設定過嚴或因運算導致封包延遲,極易造成非預期停工損失;但若防禦過鬆又形同虛設。此外,針對封包格式合法但行為異常的重放攻擊(Replay Attack),傳統特徵碼工具根本無從攔截。團隊採取雲邊協同架構,端點機台完全不承擔任何運算負載,而是在後端伺服器訓練大型語言模型學習通訊協用語意,再透過「知識蒸餾」(Knowledge Distillation)技術將模型輕量化部署至邊緣閘道器。演算法採用基於 LSTM 的自動編碼器(Autoencoder),專注於「只學習正常通訊語意」,當封包無法被正常解碼還原時即判定為異常,在多種工控協定下均繳出高達 0.99 的 F1-score。該技術已與威力工業合作導入工控交換機完成產線 PoC 驗證,並成立衍生新創「智造資安」,結合工控紅隊工具 ICS Cracker 與 TÜV 認證機構合作,力助製造業直通歐盟 CRA、IEC 62443 及半導體資安標準 SEMI E187。

台灣科技大學資訊工程系教授鄭欣明;攝影:北美智權報/盧頎

另一方面,太空遙測與光學感知領域亦迎來指標性突破。成功大學電機工程學系教授林家祥團隊發表「全球首創非監督式量子AI多光譜衛星感知技術」,打造專屬衛星的軟體「量子透鏡」。地表高光譜遙測雖能利用數百個連續光譜波段精準辨識微小材質(如在沙漠中區分坦克與岩石),但現役主流在軌衛星絕大多數僅具備 4 個波段的多光譜影像,波段匱乏導致傳統光譜分離技術(Unmixing)失效,且硬套深度學習易引發嚴重「AI 幻覺(Hallucination)」產生失真光譜。成大團隊打造 HyperQueen 量子神經網路,結合傳統深度學習的高倍資料壓縮與量子電路運算,大幅降低模型參數量與複雜度,並在生成對抗網路(GAN)架構下由 HyperKing 擔任鑑別器精煉細節。搭配 Deep Image Prior(DIP)數學調諧架構,僅憑單張 4 波段衛星影像,即能以「非監督式」自主重構出接近 200 個波段的 NASA 等級高光譜數據,光譜分離效能躍升 70% 以上,並避免AI幻覺。此技術除應用於太空遙測與藍碳生態監控外,亦已延伸至小數據阿茲海默症預測,並具備直接升級晶圓光學瑕疵檢測、自駕車與無人機感知模組的跨領域潛力。

跨國驗證與四合一晶片:中研院攻克微量血液生檢,陽明交大把脈身心壓力

在生醫精準檢測方面,中央研究院基因體研究中心助研究員胡春美代表團隊發表了直指「癌王」的早篩利器——「PanMETAI:1H NMR 代謝體與AI聯合診斷平台」。胰臟癌因初期幾乎無症狀,臨床逾 80% 患者確診時已轉移,5 年存活率僅約 13%。目前臨床常規血清標記 CA19-9 偽陰性偏高且特異性不足,超音波與 CT 受限於胰臟深藏於胃後方的解剖位置極難察覺微小病灶,而同位素標記 MRI 又因昂貴無法普及常規體檢。中研院基因體研究中心研究團隊與台大醫院張鈺堂、章明珠醫師團隊合作,鎖定台大醫院長達 20 至 30 年追蹤的臨床佇列,並跨國聯手立陶宛醫療機構,建立共 1,224 例的跨人種驗證庫。受檢者僅需採集 0.1 cc 微量血液,透過質子核磁共振(1H NMR)讀取「代謝指紋圖譜」,並綜合 Activin A 蛋白與年齡等指標。演算法上與中研院化學所許昭萍團隊合作,採用具可解釋性的先驗擬合網絡(TabPFN),僅需約 50 例臨床小樣本即可完成高穩定訓練。根據雙盲驗證顯示,PanMETAI 在台灣世代中早期胰臟癌預測 AUC 高達 0.95,在立陶宛受試佇列中早期預測 AUC 亦維持在0.91的頂尖水準。團隊已完成專屬分析 App 開發,輸入 NMR 數據數秒內即可輸出風險評估,未來除切入高階健檢自費篩檢,更計畫與循環腫瘤 DNA(ctDNA)併行推進多合一早篩市場。

中央研究院基因體研究中心助研究員胡春美;攝影:北美智權報/盧頎

與此同時,針對 WHO 統計全球每年約 11 億人口受心理壓力折磨、增加 60% 早期死亡風險,但多仰賴主觀問卷而錯失早期介入黃金期的問題,陽明交通大學電機工程系教授廖育德團隊博士生周琳發表「用於壓力監測之整合無線收發器與電源管理的多模態生理感測系統單晶片(SoC)」。晶片採用成熟 180nm CMOS 製程,在僅 32 $mm^2$ 矽晶面積內高度整合四種生理類比前端(AFE)、無線射頻收發器與電源管理單元(PMU)。電路創新上,團隊首創「共用電流平衡儀表放大器(CBIA)」,讓心電(ECG)與汗液皮質醇電化學感測(ECH)共用核心放大電路,大幅縮減面積並寫下同類功耗新低;光體積變化圖(PPG)電路導入積分器跨導級預充電機制以消除寄生電容干擾失真;皮膚電反應(GSR)電路則導入電流補償回饋機制,大幅拓寬量測動態範圍。晶片內建 1 Mbps 無線發射器與 -70 dBm 喚醒接收器(Wake-up RX),全由 PMU 自適應調配運作。在人體恐怖遊戲誘發壓力實驗中,晶片成功高保真捕捉 GSR 激增與微小膚電反應(SCR)波動並繪製壓力熱圖,鎖定兆美元規模的穿戴健康管理藍海。

陽明交通大學電機工程系博士生周琳;攝影:北美智權報/盧頎

科技融合生態治理:北科大雙長焦光學邊緣感知防範飛安鳥擊

在交通防護與生態共存方面,台北科技大學電機工程系講座教授黃有評發表「智慧型驅趕跑道起降區鳥類以防飛機鳥擊系統」。飛機起降面臨難以預測的鳥擊威脅(美國 FAA 年通報超過 1.4 萬起),部分鳥類常在跑道低空停留,但機場多仰賴地勤人工巡檢與紙本登記,存在盲區與紀錄落差。黃有評團隊在機構上採用「雙長焦鏡頭」配置,第一組鏡頭全景掃描鎖定座標,第二組長焦鏡頭隨即進行超解析放大追蹤。系統結合團隊歷時多年自建、標註超過 11 萬張本土生態影像的深度學習模型,可在數秒內精確辨識鳥種與運動軌跡。

台北科技大學電機工程系講座教授黃有評;攝影:北美智權報/盧頎

在驅趕策略上,系統秉持「人獸共存、只驅不傷」原則,針對麻雀、白頭翁等一般鳥種聯動定向爆鳴音驅離;生性大膽且無天敵的遊隼等猛禽類,則自動聯動高空綠光雷射與專屬光束進行物理警戒。此外,團隊將大型語言模型(LLM)與檢索增強生成(RAG)技術整合至後端平台,系統偵測後能自動生成結構化鳥情報告與熱點預測,並針對澎湖等軍民合用機場建立嚴格的資安隔離機制,避免機敏航空數據外洩。目前該系統除在機場跑道實地運行外,亦於阿里山國家森林遊樂區佈建 6 套設備防範台灣獼猴衝突,並進一步擴展至高經濟價值果園驅離山羌與黑熊。

本次發表會從最底層的類比積體電路設計、邊緣嵌入式AI引擎、微量血液生化檢測,一路延伸至太空遙測量子演算法與生態飛安治理,全方位展現出台灣學研團隊不凡的創新厚度。透過本次技術發表與商機媒合平台,台灣自主技術正由實驗室加速跨入產業產線與國際供應鏈,為次世代半導體與高科技產業注入源源不絕的轉型新動能。

資料來源:

  1. 2026/9/17,2026年台灣創新技術博覽會「亮點創新技術發表與商機媒合會: 人工智慧x半導體光電通訊」。
  2. 未來科技館:「SiliconMind-V1: 多代理蒸餾 IC 設計 AI 引擎」。
  3. 未來科技館:「具根因分析與少樣學習能力之瑕疵檢測技術」。
  4. 未來科技館:「LLM驅動之工業物聯網輕量型AI入侵防禦系統」。
  5. 未來科技館:「全球首創非監督式量子AI多光譜衛星感知技術」。
  6. 未來科技館:「前瞻胰臟癌早篩解方:PanMETAI — 1H NMR 代謝體與 AI 聯合診斷平台」。
  7. 未來科技館:「用於壓力監測之整合無線收發器與電源管理的多模態生理感測系統單晶片」。
  8. 未來科技館:「智慧型驅趕跑道起降區鳥類以防飛機鳥擊系統」。

作者: 吳碧娥
現任: 北美智權報主編
學歷: 政治大學新聞研究所
經歷: 北美智權報資深編輯
驊訊電子總經理室特助
經濟日報財經組記者
東森購物總經理室經營企劃

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