壹、實驗室簡介
    寬頻通訊傳輸暨積體電路設計實驗室(Access IC Design Laboratory)是國立台灣大學電子工程學研究所積體電路與系統組(Integrated Circuit and System Group)的一個實驗室,吳安宇博士為其指導教授。實驗室的成員目前有十一名博士班學生,九名碩士班學生,以及大學部專題研究生數名。截至目前為止,實驗室共計畢業十五位博士班學生,六十七位碩士班學生,大多數畢業學長投身產業界的積體電路設計領域。本實驗室位於台灣大學電機二館232室,使用空間約十四坪,主要的硬體研究設備是工作站與個人電腦,軟體設備則為程式語言(C、MATLAB等)語言與EDA工具(Cadence、Avant!、Synopsys等)。

 

貳、指導教授簡介
    吳安宇教授於國立臺灣大學電機系畢業後,留學於美國馬里蘭大學電機所,取得碩士及博士學位,畢業後工作於Bell Laboratory,於一九九六年回國任教於國立中央大學,於二千年轉任臺大電機系教職。其學術專長有VLSI/CAD、寬頻通訊積體電路設計及數位信號處理等,為期能繼續開拓其研究領域及能對未來臺灣電機資訊產業有所助益,研究期間仍不停地與相關產業及研究單位相互交流與合作。經有興趣的同學及同仁共同努力,已有不錯成果,不僅有多項創意被各方採用,實際應用在產品上,研究及教學的成果多次受到國科會的奬勵,以及各項研究創新和教改也屢獲佳績。經過這幾年的努力,吳教授的卓越貢獻頗受各界的讚賞與重視。吳教授認為這份榮譽來自於實驗室歷年來同學們的努力成果,更勉勵大家要再接再勵、精益求精。

 

參、研究概況
    台灣大學電機工程學研究所「計算機輔助設計組」在一九九八年改名為「積體電路暨計算機輔助設計組」,這項正名是因應組內不少研究由早期的純做計算機輔助設計演算法,轉為投入蓬勃發展的積體電路設計領域。二零零一年電資學院成立電子工程學研究所,「積體電路暨計算機輔助設計組」與「電子電路組」合併成為「積體電路與系統組」。此舉反映出目前晶片設計走向系統整合,類比數位混合設計的系統晶片時代。寬頻實驗室的研究方向,初期以計算機輔助設計的演算法研究為主,後來以VLSI架構設計為基礎,以數位信號處理演算法及通訊理論為骨幹,開發數位通訊矽智產(Silicon Intellectual Property)及智慧型信號處理(Intelligent Signal Processing)之各類型軟硬體應用系統。


    本實驗室過去在『寬頻通信系統與演算法』及『寬頻通信架構和晶片設計』已有豐富的研究成果,前者主要是對系統分析及演算法的研究,並以PC或工作站為發展平台;後者主要是針對演算法提出有效率的VLSI架構設計,最後以ASIC及FPGA晶片來驗証理論的正確性。目前研究領域則包含『前瞻生醫電子晶片開發與醫療系統整合』、『分析多項性生理訊號以早期預測急性中風病患預後』以及『應用於儲存記憶體之LDPC編解碼器設計』,把傳統應用在通訊方面的數位信號處理演算法及通訊理論應用在如生醫領域與光儲存領域等。第一項主要是利用通訊上的可適性演算法應用在超音波波束成像上以及彩色都卜勒成像,第二項使用是信號處理演算法針對急性中風病患的生理資料(心電圖、腦波以及血壓)做分析來預測病患預後復原程度,最後一項則是針對MLC之信號特性設計一套有效應用於MLC之高碼率(code rate)的低密度奇偶校驗(LDPC)編解碼器。


    除了數位訊號處理的相關研究,為了因應半導體技術微縮化及多核心技術的發展,『仿生晶片內網路系統』及『三維晶片內網路之效能與散熱共同設計』為實驗室另外兩大重點研究。前者採用了仿生物群集智慧(Bio-Inspired Swarm Intelligence)如蟻群、魚群、鳥群等生物群集的概念於微網路通訊系統當中,以實現極多核Exa-Scale運算晶片。透過運用在仿大腦皮質運算上之仿生微網路技術的發展,我們可以提供一個高效能、可適應性(adaptive)與容錯(fault tolerant)之資料通訊平台。後者則為吳教授所主導之總計畫「高速與高可靠度之三維積體電路平台設計與發展」下之一的子計畫,在過去我們透過溫度與交通流量的耦合現象已經開發出一套高精準度溫度與效能協同模擬平台(Access Noxim-Hotspot)。在本計畫中,我們跨領域結合了熱力學、熱傳學、排隊理論、賽局理論、VLSI架構設計等技巧來開發如溫度預測機制、可適性路由演算法、任務映射擺置等主動式溫度管理機制(Proactive Dynamic Thermal Management)中的關鍵技術。透過所開發之主動式溫度管理機制,我們協助三維晶片內網路系統在一定的溫度限制(Thermal Constrain)下使得系統效能最大化,用以解決三維積體電路中的熱議題。


    本實驗室在台大已是一個成熟的研發團隊,目前已有許多大型的產官學合作研究計畫正在進行,包括Biomedical IC、3D IC、Bio-inspired IC、HHT等。此外,我們並已獲得國科會、教育部等多項獎項。若您對於本實驗室的研究方向有興趣,歡迎有志之士加入我們的團隊。

 

肆、未來展望
    隨著晶片製作技術的快速精進,系統晶片設計的挑戰已經來臨,加上後PC時代,強調3C的整合,實驗室未來的展望與願景期望能繼續培植優秀的IC設計人才,把握台灣在IC設計製作方面的優勢,並且要求每位走出實驗室的同學都具有獨立設計並下線製作晶片的經驗與能力。在應用面上,我們看好數位通訊IC產業領域未來的發展,本實驗室將加強在通訊系統知識上的訓練,以因應系統晶片時代的需求。除了紮實的技術,未來更是一個講究創意的時代。期望寬頻實驗室始終能走在學術與技術的最前線,不斷創新思考,勇於嘗試新點子,對學術界及產業界盡最大的心力與貢獻。