自AI熱潮興起至今，很多AI晶片新創業者以不同的技術途徑、商業模式切入市場，希望在高成長的AI及相關產業中捷足先登。近年在AI晶片領域最引人注目的進展包括過去較少人知曉的神經型態晶片(Neuromorphic Chip)。神經型態計算是一個相當熱門的研究領域，其目的主要是希望電腦能夠達到相比人類的靈活彈性，使用電路來模擬生物的神經型態結構，是新一代計算機的發展方向之一。
但是神經型態晶片發展上也面臨一些挑戰。
神經型態晶片發展有6大挑戰
挑戰一，能源消耗及效率：神經型態晶片的設計靈感來自人腦的神經網路結構，其目標之一是實現低能耗的計算。然而，實現高度的能源效率仍然是一個挑戰。對智慧行動裝置而言，電池的重量及使用時間很關鍵，提高晶片的計算效率和降低功耗是一個需要持續研究和創新的領域。
挑戰二，可程式設計性： 傳統的計算晶片在執行通用計算任務時具有很高的靈活性，而神經型態晶片通常設計用於特定的神經網路應用。如何在保持神經型態晶片的專業性的同時提高其可程式設計性是一個挑戰。
挑戰三，矽基技術限制： 大多數神經型態晶片是基於矽技術的，而矽基技術在一些方面存在局限性。例如，矽晶片難以類比生物神經元的複雜性，因此研究人員正在尋找其他材料和技術以解決這一問題。
挑戰四，大規模集成： 構建大規模的神經型態晶片，以類比更大規模的神經網路，是一個具有挑戰性的任務。這涉及到解決晶片尺寸、散熱、通訊等多個方面的問題。
挑戰五，程式設計模型： 開發適用於神經型態晶片的高效程式設計模型也是一個挑戰。與傳統的馮·諾依曼計算模型不同，神經型態晶片的程式設計需要適應其非同步、分散式和事件驅動的特點。
挑戰六，實驗驗證： 驗證神經型態晶片的性能和可靠性是一個關鍵挑戰。由於這些晶片的設計與傳統晶片有很大不同，驗證方法需要適應其特殊的架構和工作原理。
我擔任亞太區合夥人的矽谷Seraph天使基金集團，是美國加州的神經型態AI晶片新創 Syntiant 最早期的投資者，Syntiant創立迄今已獲微軟(Microsoft)、英特爾(Intel)、亞馬遜(Amazon)、應材(Applied Materials)、博世(Bosch)、摩特羅拉(Motorola)等超過一億美元的投資。
上述各家世界各行業龍頭企業爭相投資Syntiant，是因為Syntiant 晶片的諸多優點：
1.低功耗： Syntiant 晶片被設計為低功耗裝置，這意味著它們在運行時消耗的電力相對較低。這使得它們特別適合行動設備、嵌入式系統和其他對電池壽命要求較高的應用。該晶片可直接連接到數位麥克風或其他感測裝置並觸發與睡眠中的系統間的中斷線路，且配備有一個儲存緩衝器；在被喚醒前，系統會透過語音晶片確認喚醒詞及語音指令，當晶片忙於監測喚醒字是否發出時，該儲存緩衝器能夠儲存長達三秒鐘的音頻，具有音訊緩衝而不會丟失任何訊息；一旦檢測到喚醒字，Syntiant的神經決策處理器(Neural Decision Processor, NDP)會向其所在的嵌入式系統發送一個中斷，該系統進而會從晶片中讀取其聽到的命令。
2.長時間使用： 由於低功耗設計，搭載 Syntiant 技術的設備通常能夠實現更長的電池壽命。這對於行動設備（如智慧手機、平板電腦）以及一些物聯網（IoT）設備而言是一個重要的優勢。Syntiant開發的神經決策處理器沒有傳統處理器架構的限制，且具有大規模並行乘法累加運算能力，可透過極高的記憶體效率達到極低功耗，讓任何使用電池來進行供電的設備(例如：行動裝置、穿戴式裝置、遙控器、監控攝影機等)，以最簡易的方式添加語音控制，非常適合資源受限的邊緣設備，或者工作環境處於比較危險的使用者(如警察、石油鑽井工人等)能夠安全且高效地工作。
3.小型化： Syntiant 晶片通常相對小巧，這使得它們易於裝置到各種設備中，同時占據較小的空間。特別適用於低功耗、用電池供電的設備，它能讓這些設備在連續監測喚醒字的情況下避免耗光電池，因此可以配備在手機、智慧音響、智慧手表、無線耳機、助聽器以及各種物聯網裝置終端設備中，提供始終開啟的語音介面功能，設備製造業者可以從而對NDP晶片進行編碼以識別聲音，並且每種聲音還可以相對指定執行特定功能，例如接收到玻璃碎裂聲而發出警報，或在接收到嬰兒哭聲時直接自動向用戶發送提醒訊息，此外還可監控氣體感測器的數據，或者運用被動紅外線數據進行人體偵測。
4.即時處理： Syntiant 晶片通常能夠在裝置本機執行即時處理，而無需依賴雲端服務。這有助於提高系統的反應速度，並減少依賴網路連接，這對於需要即時回饋的應用，如語音辨識、視覺處理等很重要。
5.應用廣泛： 由於其低功耗和專注性能，Syntiant 晶片適用於多種應用，包括穿戴式設備、智慧家居、醫療設備、智慧音頻處理、聲音辨識、音訊分類等。NDP使用模擬神經網路實現始終開啟(Always-On)的語音和音頻識別處理器，可以同時支援數十種應用程式定義的音頻和關鍵字分類，使開發人員可直接在線上進行語音介面的控制，並針對音頻數據速率進行最佳化，從而能辨識聲音、識別關鍵字(Keyword Spotting)、檢測喚醒詞(Wake Word Detection)、檢測音頻事件、分類環境、分析感測器而成為邊緣裝置的新介面。
6.支援多種接口： 這些晶片通常支援多種接口，包括I2C、SPI等，這有助於與不同類型的設備和系統進行裝配。
7.環境友善： 由於能源效率提高，搭載 Syntiant 技術的設備對環境的影響相對較小。這與傳統高功耗的AI處理器相比，有助於減少碳足跡。
8.專為特定任務優化： 這些晶片通常被設計和優化以執行特定的任務，如語音辨識、聲音處理等。這種專注性使得它們在這些特定應用中能夠提供更高的效能。
Syntiant 因為其優秀的產品及前景，得到諸多獎項，包括Best Product of the Year' at the 2023 tinyML及2022 CES “Best of Innovation” Award
和CES 2021 Innovation Award。
在Seraph協助下，Syntiant 與台灣產業及公司合作密切，與台灣9家公司建立了供應鏈關係，其晶圓代工夥伴是台積電及聯電，封裝測試夥伴是日月光及力成。
Seraph計畫於2024年3月24日(週日) 至30日(週六)，帶領數十位矽谷頂尖企業家、創業家、及投資家，拜訪台灣產業及企業。其中包括Syntiant CEO，
OXOS(世界上第一台美國FDA核准的掌上型無線智慧型X光機，設備已上市銷售，約熨斗大小，重量僅兩公斤多，輻射量為現有X光機之20% ; 後續投資者包括Intel 等) CEO，Motivo (利用AI和機器學習，為IC 設計客戶提昇良率，縮短設計時程，且節省成本。客戶為Intel、AMD、及Micron ; 後續投資者包括Intel 等) CEO，i5O (使用AI驅動的視覺系統測量和改進手動生產流程) CEO 暨 共同創辦人。
Seraph 所投資的150多家美國新創中，規模達數億美元的就有30多家，甚至有些已達20多億美元。這數十家公司均希望與台灣公司建立代工、代理、供應鏈、銷售、技術授權等多方面合作關係， Syntiant 即是成功案例。衷心希望更多台灣企業與矽谷公司建立長期穩固合作關係，提升台灣產業及企業競爭力。
作者為中華財金高階管理人協會監事會召集人，矽谷Seraph天使基金集團亞太區合夥人
責任編輯/周岐原
