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椰林焦點人物專訪

臺灣數位視訊IC研發的輪機長

──電機系陳良基教授

 

文/林秀美

照片提供/陳良基

 

  陳良基教授,成大電機博士,現任臺大電機系、電子所及網媒所教授。他成立國內第一個DSP(數位訊號處理)IC設計實驗室,研製出國內大學第一顆超大型積體電路晶片;主持多計畫晶片(Multi-Project Chip)服務計畫,並將之轉型為「國家晶片設計製作中心」(CIC),為國內大學提供晶片服務;個人在DSP設計及數位視訊技術領先國際,不僅屢獲國科會傑出研究獎,當選國際電機電子學會最高榮譽IEEE Fellow,在產學合作更卓有成績,榮獲兩次國科會技轉金額最高榮譽,2007年並獲頒經濟部第1屆「產業經濟貢獻獎」個人獎。

    在教學與研究的傑出表現同時,陳教授在行政與社會服務亦貢獻良多:籌設臺大電子所,作為臺大培養IC產業高級研發人才的搖籃;配合國家推動資訊政策,協助臺清交建置遠距教學系統,同時完成國內首例國際遠距教學(臺大與香港中文大學);臨危授命與計中同仁組成團隊,開發大學聯招電腦作業程式;2004年接任工研院電子所所長,賡續開創前瞻技術,並引領電子所成為國際性研發平台。這位在臺灣數位視訊IC領域的指標性人物,何以總是居於領先?請看如下專訪。

 

專業養成與臺灣科技同步

    出身雲林農家,1972年北上念建中,1975年工研院成立電子研究所,象徵著臺灣產業從勞力密集轉型為成本與技術密集的科技產業,那年他考上成功大學電機系。

     相較於臺北的快節奏,陳良基更喜歡臺南古都的緩慢步調,讓他可以心無旁騖地學習。初入學時很單純,只想畢業後報考電信特考或電力特考,謀得一份收入穩定的工作,以減輕父母的經濟負擔。不過當時研究所延攬了多位年輕教授,這群第一批歸國學人,挑起他鑽研尖端研究的興致,所以大二即萌生繼續升學的想法。

     大學畢業後考進研究所,而科技發展趨勢逐漸從電力、電信轉到電子,他也自然而然地進入所謂半導體領域。1983年,他已攻讀博士班一年多,正亟思從製造轉換至設計之際,臺大開授了暑期學分班,邀請旅美的黃炎松博士(Dr. Paul Huang)等3位專家來臺授課。共10個學分的課程不僅為陳良基投身IC設計奠下重要基礎,也讓他與臺大結下不解之緣。

     「黃博士創辦ECAD公司,是美國最早的IC設計公司,後被併購,現仍居美國前三大。這個機會非常難得。意外的是,透過這個學分班和臺大交流後,自己覺得還蠻驕傲的。因為臺大人出國的多,留下來的研究生實力,和成大人差距不大。」他說,「主要原因在於當時的臺大人側重研究理論,反而不太在乎眉眉角角的實作,即使有很好的點子,要落實在應用上仍有較大落差,而成大人剛好能彌補這個落差。這是我在博士班求學期間的觀察。」當年與他一同修課的學弟妹們,在取得碩士後跟隨這幾位專家赴美,學成後陸續返國創業,於今在國內IC界頭角崢嶸。他則選擇留在臺灣完成博士學位。

     1986年他取得博士學位,1987年台積電成立,這是臺灣半導體產業發展的關鍵年,他表示「台積電有製造的能力,它提供一個環境給國內的設計人才,實現他們的夢想,也為臺灣展開高科技產業新頁。」回顧個人專業養成之路,從材料科學、過渡到元件物理、電路製造,最後投入電路設計,與臺灣科技產業走勢不謀而合。

 

學術路上獲多位良師指引

    最幸運的是,研究領域從電力電信轉到電子,在轉折的過程中,他都能獲得良師指導。「碩士班指導老師張俊彥教授(後來出任交通大學校長)是推動國內電子、半導體產業發展的重要推手之一,我從他那裡看到整個產業環境的變化。後來我轉向設計,興趣當然很重要,不過張俊彥教授的支持更重要。因為他做的是元件與製造,我要轉設計等於是要離開他的團隊,而他不但支持我,還幫我找指導老師,即李肇嚴教授(後被王永慶延攬出任長庚大學工學院院長)跟王駿發教授(現任國立科工館館長)。這兩位老師對應用設計頗有期待,我則對電路設計滿懷憧憬,我們想法互相契合,往前衝的力量就更強。」

     這幾位老師對科技新趨勢的高敏銳度,為他指出了大方向,也樂於接受他的新點子,他的第一個發明就在碩士班時。談到自己的第一個發明「MOCVD」(Metal organic chemical vapor deposition,有機金屬化學氣相沉積法),他津津樂道:「我們所使用的『氣體蒸鍍結晶技術』,其實在當時很普遍,不同的是,我們將真空度降低,藉此提高純度,並成功地製成晶片,在國際會議上發表,這是全世界第一例。直到現在,雷射、LED等通信、光電產品製造都要使用這種技術。」國內已有七、八百台的商用系統,受惠廠商無數。

碩士班指導教授張俊彥(右)影響陳良基的學術生涯至鉅。

     提起當年,點滴在心頭。他繼續說道:「那時很多設備都要向國外採購,包括真空幫浦、石英管、石墨板等等。材料買到了,還要自行加工,為了製成厚度適中的石墨板,連續好幾天,我每天一大早就在實驗室外『磨墨』,磨到臉都黑了也不自知,張俊彥教授每次出入實驗室就看見我,對我印象深刻,所以後來我想做些新的東西,他也很支持。」

    愛才的張俊彥教授還為他爭取講師職,讓他繼續攻讀博士。4年半後畢業,他北上服役,在一次演講會上巧遇臺大電機系龐台銘教授。龐教授在1983年的暑期學分班幾乎天天報到,好學之心讓陳良基深為佩服,而陳良基在學分班專題報告的傑出表現也引起龐教授的注意,當下邀請他畢業後到臺大任教,但他不以為意。再次重逢,他應龐教授要求信手寫了一頁簡歷,幾個月後退伍,他就進入臺大電機系,那年是1988年。

 

領先國際:專研數位視訊IC

    「當我收到系主任親手寫的聘函時,真的很震驚,也很猶豫,因為要面對的都是比我優秀的學生。」不過他對自己可是很有信心,他竟對學生說:「你們的能力都比我強,但只表現在考試上,你們做出來的東西都不能用。所以,從今天起,你們要從應用面考量,設計出可以被業界所利用的技術,對社會經濟有所貢獻。如果你們做不到就不要進我的實驗室。」由於從未在業界服務,為了瞭解國內廠商需求,他主動與新竹科學園區的研發主管相談,然後決定投入DSP(數位訊號處理技術)。「這是很新的概念,所以我到臺大等於開始全新的嘗試。對我、對學生都是壓力。但我希望帶學生做些將來有用的作品,也許不是那麼偉大,但有創新、能應用。做到現在,算是運氣不錯。過程有困難,業界也願意切磋。其實我們應該感激社會給臺大相當多的資源。」

在研究方面的卓越表現,於2001年獲選IEEE Fellow,圖為IEEE會議Keynote演講。

    這位臺灣第一位計算機輔助設計的本土博士,就這樣成立了國內第一個DSP IC設計實驗室,成功製造出由國內大學所設計的第一顆超大型積體電路晶片,更開發各種高效能影像與視訊編解碼器,如JEPG、MPEG-4、H.264/AVC等,廣泛應用在高畫質數位相機、數位電視、照相手機等,包括HP、柯達等國際大廠。1999年,國內廠商應用他的技術推出300萬畫素數位相機,後來全世界同款相機有近20%都使用相同技術;這是他研發成果的第一次技轉。截至目前為止,相關研發成果已技轉給十多家廠商,每年技轉金超過千萬,在臺大首屈一指。

    「我在學時與國內經濟脈動有關,到臺大後則與世界脈動連結。」陳教授在DSP架構設計及數位視訊技術兩個領域已晉身國際領先研究群。他自我評估他的技術領先市場4年,當下正夯的Full HD高畫質電視、數位相框、行動電話電視等產品技術,早在好幾年前即開發成熟並技轉給廠商。現在,他正在研發立體影像處理和智慧化電腦處理。「立體影像已開始發展,飛利浦、奇美、三星已推出立體電視。影像自動辨識功能則是另外一個發展方向,去年SONY即推出一款『微笑相機』,在捕捉到被攝影者的笑容時才能按快門。其他如智慧攝影機,除了將我們談話過程錄影外,還能將人物背景建檔,下次和你見面時,我就能事先蒐尋你的資料。我相信智慧化產品10年內能實現,2、30年後就能普及。」

     他在產學合作的傑出表現獲頒經濟部第1屆「產學經濟貢獻獎」個人獎,對此他謙虛地表示實驗室的技轉量大只是應市場需求,希望將來能開發更好的技術,並協助臺大成立公司,讓新技術做更有效率的發揮,為臺大創造更多附加價值。

 

 

媒合產學:成立系統晶片中心

    2001年,在陳良基教授的大力促成下,電資學院成立「系統晶片中心」,作為發展產學合作的平台。不同於其他研究中心,這個中心由廠商集資成立,扮演媒合的角色,實際研發由各系所執行。現有15個會員廠商,已引進數千萬元產學合作案。

     「成立系統晶片中心的動機很多。一是我跟業界互動較頻繁,我想將這些資訊與管道作有系統的彙整與利用,進而對臺大有更多幫助,加上當時陳校長授命我籌備電子研究所,作為行政主管,我希望個人人脈關係也能為同仁所使用,這需要一套好的機制。此外,臺大同仁向來專注於研究,不太和廠商接觸,透過中心提供的產學互動平台,可以讓業界知道臺大做了什麼,主動尋求臺大技轉,達成更多產學合作的案例。」換言之,陳良基教授將個人累積多年的產學網路,透過系統晶片中心為廠商與臺大媒合更多產學計畫。

     陳教授進一步強調,臺大要追求教學與研究卓越,不能忽略產學合作。「臺大產出很多前瞻性研究成果,過去之所以產學合作少,主因是廠商實力銜接不上,但現在臺灣很多廠商都是國際頂尖,他們的研究足以媲美國際一流,例如台積電在半導體和物理研究與臺大不相上下;臺大與產業界的落差越來越小,業界已有能力承接臺大前瞻創新的技術。這是一個時間點。Berkeley、Stanford、MIT等國際一流大學,在高科技領域裡沒有哪一個不是跟產業界交流非常密切,Google、Yahoo就是在Stanford大學支持下崛起的;他們在產學合作做得這麼優越,臺大沒有理由做不出成果。臺大要追求成為世界一流大學,除了理論研究,也應以這些學校為標竿,加強與社會經濟結合的部分。如果能建立一些機制來鼓勵協助同仁;臺大人應該可以做得更好。」

     所謂的機制,除成立系統晶片中心,還期待臺大比照Stanford大學的作法,鼓勵師生創業,甚至由校方自行創立公司,直接讓新技術開花結果。「臺大做了很多很好的研究,這些研究都是好的種子,如果一直放在玻璃瓶裡,是不可能長出果實的,如果讓這些種子播灑在適合的土壤裡,它就很容易成長;而這就是我要做的。」

 

與學生亦師亦友,不時撰文與學生分享心情並鼓勵,圖為與學生討論晶片設計。 陳良基教授展示其研究成果之一:軟性電子顯示器。

 

品牌臺灣:實現創意唯有創業

   到底是什麼動力驅使陳教授如此投入應用技術的研發?他歸諸於務農背景使然。「小時候在上學前,都要先去田裡挖蘆筍。蘆筍要長得大又白,外銷價格才會好,如果在初熟時被太陽照到變成綠色,就沒有價值,只能留著自己吃,所以能夠掌握時機,趕在太陽出來之前採收是非常重要的。此外,農夫種田的辛苦在於要先投入心力與財力,而且投入很多以後才能收成,看天吃飯的風險很高,產生的價值卻十分有限。有時為了買肥料要借錢,收成後還了錢也沒剩多少,所以我念書時,父母也常常要借錢為我籌學費。」來到工商繁華的臺北,兩相對照,更讓他立志,將來一定要協助臺灣提升產業經濟價值。

    在他看來,科技就是一種創造高附加價值的工具,他鼓勵更多有創意的臺大人創業,理由是好的想法如果沒有在對的時機形成事業,永遠只是想法,對社會沒有任何衝擊或影響,十分可惜。「臺灣過去以代工為主,以後要走出自己的品牌才有活路。作為臺灣一流學府的臺大不是代工訓練所,臺大要培養的是社會各領域領導人才,包括有能力將創意產品化、提高附加價值,對臺灣社會經濟發展有所貢獻的人。」 

陳良基教授樂於將個人研究成果技轉給臺灣業界,在產學合作方面貢獻良多,榮獲經濟部第1屆「產業貢獻獎」。

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