三星邏輯晶片首獲全球碳足跡認證

Wed, 29 Sep 2021 09:35:22 +0000

全球先進半導體技術領導品牌三星電子，近期宣布旗下四款系統半導體產品（System LSI）獲頒英國碳信託公司（Carbon Trust）的產品碳足跡認證標章，為三星首批取得此認證之邏輯晶片。

三星繼記憶體晶片於2019年領先半導體產業，獲得Carbon Trust碳足跡認證標章後，如今再度憑藉全球「環保認證」的邏輯晶片，拓展ESG（環境、社會和治理）三大面向的治理範疇。此外，三星亦於2021年6月打破業界記錄，取得Carbon Trust的碳、水、廢棄物減量三重認證。

Carbon Trust為全球各大組織的專業顧問合作夥伴，旨在提供企業邁向永續發展與低碳排放的專業意見。Carbon Trust亦為組織、供應鏈和產品進行環境碳足跡的測量與認證。

三星系統半導體產品於Carbon Trust的各項認證類別中，取得CO2 Measured產品碳足跡標章，供用戶了解三星產品及其製造過程對環境的影響。

CO2 Measured標章以全球碳足跡規範與標準（PAS 2050），檢驗產品當前的碳排放量，為企業邁向減碳轉型的首要步驟，因此，三星將其視為評估未來減碳成效的衡量基準之一。

欲正確測量產品碳足跡，需耗費大量人力及時間，且其牽涉範圍廣泛。從原物料製造到產品運輸，及使用電力、水、天然氣時所產生的碳排放量，均須納入碳足跡計算。而半導體晶片歷經數以百計的製造流程，更增添計算的複雜性。

Carbon Trust Advisory董事總經理Hugh Jones表示：「我們很榮幸能與三星共同邁向永續發展。Carbon Trust的Carbon Measured認證對消費者而言，為明確且深具公信力的指標。該認證不僅證明產品碳足跡已通過獨立驗證，亦可作為未來評估減碳成效的基準。」

三星獲得Carbon Trust認證的四款系統半導體晶片，涵蓋行動處理器至影像感光元件。包括以先進5奈米極紫外光（EUV）製程節點打造的高效能行動處理器Exynos 2100，以及0.7μm畫素尺寸的影像感光元件ISOCELL HM2、DTV SoC（S6HD820）與TCON（S6TST21）。

包含上述四款晶片在內，三星旗下半導體產品迄今共計已取得14項Carbon Trust認證。

三星電子資深副總裁暨設備解決方案部（DS）企業永續管理辦公室負責人Seong-dai Jang表示：「三星很榮幸於環保方面的投入能獲國際肯定。團隊將持續落實減碳目標，進一步擴展綠色環保、高能效產品陣容，滿足永續未來的全球標準。」

Exynos 2100

Exynos 2100採用5奈米EUV製程技術，為三星首款整合5G的頂級行動處理器，主要應用於高階行動裝置。Exynos 2100每秒可執行26兆次運算（TOPS），能源效率為前一代產品的兩倍以上。

ISOCELL HM2

ISOCELL HM2為一款0.7μm畫素尺寸的感光元件，開拓超高解析度的全新市場。該款108MP感光元件較前代0.8μm體積大幅縮減15%，相機模組厚度則減少10%，且具備更快速的自動對焦、9合1畫素合併技術與三倍無損變焦。

DTV SoC (S6HD820)

隨著畫質從4K演進至8K標準，三星DTV SoC（S6HD820）成為電視的重要元件。DTV SoC應用的NPU（神經處理單元），能以AI技術提升整體畫質與音訊處理品質。

TCON（S6TST21）

TCON透過DTV SoC收集影片資料，並根據DDI（顯示驅動器IC）需求轉換資料。考量高解析度影像資料必須迅速傳送到DDI，TCON的資料傳輸速度即為關鍵。三星TCON（S6TST21）整合兩顆8K 60Hz晶片，將能源損失降至最低。

三星電子系統半導體部門開發人員暢談支援8K超高畫質電視的半導體技術

Fri, 07 May 2021 12:58:37 +0000

（左起）負責建構三星8K電視積體電路的開發人員－Sangdeok Kim、Hansoo Seong、Junghyun Lim及Yongjoo Song

隨著高畫質電視持續進化，螢幕中所顯示的世界已比過往更加真實。而代表頂級新標準的8K電視，可透過生動的高畫質影像，將沉浸式體驗發揮得淋漓盡致，使螢幕中的場景宛如真實呈現用戶眼前。

而所搭載的半導體技術不斷進步，使電視得以實現超凡清晰的解析度。透過DTV SoC（數位電視系統單晶片）、T-CON（時脈控制器）與DDI（顯示驅動器IC）等解決方案支援，電視被賦予擁有更高解析度的能力。三星新聞中心專訪S6HD820（其揭開8nm^（註一） DTV SoC晶片新紀元）、S6TST21（為業界首顆8K 120Hz T-CON晶片）以及S6CT9BC（最高速度達8Gbps的DDI晶片）的開發人員，分享這些解決方案背後鮮為人知的創新歷程。

從DTV SoC到DDI－將影像訊號傳送至顯示器

有別於以往電視僅用來觀看節目，其所扮演的角色隨時間演進已逐步擴大。電視現已成為可用於健身鍛鍊、玩遊戲以及進行各式活動的平台。由於人們對電視多元功能的期待，其所搭載的功能已更多樣化並達更高水準。

電視為內容輸出的裝置，因此高畫質成為滿足用戶期望的一大關鍵因素。數位訊號在透過螢幕呈現前，會經過三個階段：首先，DTV SoC會從廣播系統或網路接收壓縮資料，將資料擷取後轉換成視訊，再將視訊和聲音傳送到螢幕與喇叭上。接著，T-CON會接收經處理的影像資料，以準確的時間點將其傳送到DDI，確保運作順暢。最後，傳送到DDI的數位訊號會轉換成類比格式，透過電視螢幕顯示出影像。

運用「單晶片」簡化DTV SoC，並強化NPU功能

從有線電視或機上盒接收影像資料的DTV SoC，又稱為「電視的大腦」。DTV SoC開發團隊成員Hansoo Seong指出：「DTV SoC從壓縮的輸入流中分別擷取聲音和影像訊號，且能根據每一個顯示的影像調校聲音和影像資訊。」

隨著畫質從4K發展到8K水準，DTV SOC的角色重要性日趨提升。三星開發人員致力探究可支援8K解析度，同時降低耗電量的解決方案。在DTV SoC中應用神經處理單元（NPU），便能透過AI技術提升整體畫質與聲音處理品質，進而增加輸出呈現的精準度。除此之外，DTV SoC亦與升頻IC^（註二）整合，以提升能源效率。

打造8nm^（註一）DTV SoC（即S6HD820）的最大障礙，即為運用複雜的工程技術將兩顆IC整合到單一晶片中，並解決其衍伸的過熱問題。Hansoo Seong表示：「效能越好的NPU，越能強化AI的學習功能，進而使電視具更出色的效能。不過，如此也會增加半導體設計的複雜程度，並產生較顯著的過熱狀況。最終，我們努力找出平衡點避免發生過熱問題，成功讓此解決方案呈現最理想的效果。」

T-CON的演進：從兩顆60Hz晶片到120Hz單晶片

T-CON透過DTV SoC收集影像資料，並根據DDI的需求加以轉換資料。參與三星最新8K T-CON研發工作的Junghyun Lim解釋：「面板尺寸越大、解析度越高，T-CON的角色則愈加重要。在高解析度影像資料必須迅速傳送到DDI的前提下，T-CON的資料傳輸速度即成為關鍵。」

從4K提升到8K，螢幕解析度提高了四倍，需要傳輸的資料量亦增加了四倍。換言之，T-CON 的速度亦需同步強化。開發團隊採用新的節點製程並簡化晶片，解決了因速度急遽上升而導致的過熱問題。此外，團隊亦將兩顆8K 60Hz晶片整合成單一的S6TST21。

過往的8K電視系統需要4種半導體，包括DTV SoC、8K升頻IC^（註二），以及兩顆T-CON。透過整合DTV SOC和升頻IC^（註二）為一個解決方案，並將兩顆T-CON合併成單顆後，全新系統所需的半導體總數便能縮減至2種，亦可簡化電路板設計。

整合DDI提升速度，並減少晶片數量

在將影像顯示出來之前，DDI會負責處理最後程序，將從T-CON接收到的數位資料，轉換為顯示器輸入資料的類比訊號。參與開發DDI的Yongjoo Song表示：「DDI需要迅速且精確地將高類比電壓傳送到面板，以準確顯示來自T-CON的影像資料。」

為了順利提升電壓，需要一顆可同時處理高電壓，且防止過熱問題的新驅動IC。Yongjoo Song指出：「提升驅動器的緩衝速度是最艱難的挑戰。在我們透過一系列方法，調整了電路結構和配置，以減低驅動IC的輸入與輸出延遲後，終於成功研發出可加速運作的全新驅動IC。」

開發出高速運作的DDI，使得DDI的需求數量幾乎減少一半，同時相關晶片的數目亦大幅減少，讓電視面板的建構工序變得更簡單。

技術領先的祕訣：三星自家介面和有機半導體的開發

從4K到8K電視發展，三星技術穩坐領先地位背後的秘密在於其專門技術，以及多年來積累的消費者信任度。此外，三星持續分析市場和科技趨勢，並將發現與洞見應用於產品上，而三星自家介面亦在當中扮演關鍵推手。Sangdeok Kim談到：「三星介面不僅擁有速度上的優勢，更運用了半導體驅動技術。採用自家開發的業界最高速介面，得以打造8K電視DDI。」

三星另一項獨特優勢，是以相互協作模式開發DTV SoC、T-CON和DDI，有效地將須同步運作的三項元件進行整合與相容性驗證。

對於8K電視技術和半導體的未來發展，三星系統半導體業務的開發人員難掩雀躍的心情。Yongjoo Song憶述：「當初首次參與此領域工作，即為打造FHD解析度電視的半導體。當產品投入量產時，那份自豪感至今仍讓我記憶猶新。現在，電視的解析度已突破4K並達到8K標準，電視螢幕的尺寸也變得越來越大。隨著更高解析度的電視投入市場，半導體將成為讓電視執行複雜功能的必要元件，開發工序亦將面臨更多挑戰；然而，克服這些挑戰，即是我們身為開發人員始終追求不懈的目標。」

註一：nm係指奈米。
註二：升頻IC（Upscaling IC）：將低解析度影像轉換成高解析度影像的半導體（將2K和4K轉換成8K影像）

DTV SoC – Samsung Newsroom 台灣