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科盛藉由AMD強大運算力創新服務模式

  • 孫昌華台北

科盛科技董事長許嘉翔。AMD
科盛科技董事長許嘉翔。AMD

從樂高積木到半導體封裝,乃至於各種消費性、醫療、製造…等不同應用領域,這些材質各異、做工精巧的塑件產品背後都有一股強大台灣軟實力–科盛科技。這家全球最大的獨立模流分析軟體供應商,其主力產品Moldex3D光是台灣用戶就超過數百家,在全球市場也是公認在3D模流分析領域領先群雄,廣獲國際大廠採用。近年來各產業環境的競爭壓力加劇,客戶端產品外觀設計、材質選用日益多元,設計日趨複雜多變,科盛為因應市場需求也啟動雲端計畫進行數位轉型,建構自用的雲端計算中心以及迷你雲新產品。這次轉型該公司採用AMD第2代以及第3代EPYC處理器,科盛科技董事長許嘉翔直言:「我們選擇AMD的原因,就是實測後證明無論是效能和成本效益,它都是市場上目前最好的處理器。」

「處理器對模流分析平台的效能表現非常關鍵。」在解釋兩者的關聯性之前,他先介紹什麼是「模流分析」(molding simulation)?傳統塑件和模具開發業者在生產前只能靠老師傅的經驗先抓個大概,產品初步完成後再透過大量試模修模調整,模流分析則是在設計階段就透過軟體,模擬塑膠成形過程中的各種狀況,使設計者在設計階段就能掌握所有資訊,並在軟體平台上調整出最佳設計,如此一來業者不僅可省下後續試模所需時間與成本,甚至可依據模擬數據設定成型參數生產,加速產品開發與減少試模修模次數,達到所謂T0量產的目標。此一虛擬試模的概念首見於射出成型,但隨著Moldex3D的技術發展,已經延伸到更先進複雜的製程如多材質射出、壓縮成型、複材轉注成型(RTM)、以及半導體封裝製程。

不過要在設計階段就先準確模擬塑膠射出狀態的難度非常高,主因是製程中影響結果的因子太多,首先光是塑膠材質類型就有數十萬種,新材質又不斷被研發出來,塑料材料性質隨溫度壓力速度等成型條件變化劇烈,這些因素交錯產生的變化極為複雜,再加上現在產品漸趨多元複雜,對產品尺寸精密度的要求也相當高,「這些材料特性、成型條件、產品與模具設計…都是模流平台中的重要數據,要精準掌握這些數據在模擬過程中所遇到的種種細微變化,需要大量的分析模擬,就得倚靠功能強大的處理器,這也是我們選擇AMD EPYC處理器的原因。」

模流分析變因複雜 先進CPU大幅提升平台效能

許嘉翔緊接著談起模流分析平台功能的進化過程。「此類平台的第一個版本在30年前就已問世,是2.5D的分析,不過當時的模流分析軟體有諸多缺點。」首先是PC的硬體效能有限,因此只能用大型主機、工作站之類的電腦執行程式,而且必須等待1~2天才會有結果。其次是只能做2D平面加設定厚度的2.5D分析,無法模擬形狀更複雜的3D實體模型。第三是當時一套就要高達新台幣400萬元的軟體售價,讓資源有限的中小企業無力負擔。

回到1980年代,當時清大的張榮語教授就帶著一群研究生,在學校研發出第一套國產的2.5D模流分析軟體,為協助產業解決上述問題,這群研究生決定走出校園成立公司,不僅要設計出讓中小企業用得起的模流分析軟體,並且以3D為目標。許嘉翔回憶當時消息一出廣受業界側目,「因為那時市場都認為3D屬於概念階段,要商業化還有一段距離,因為電腦根本跑不動。」儘管外界質疑,科盛仍堅持以先進功能走出差異化,推出業界第一個實用化的全模組真實三維模擬軟體-Moldex3D,之後伴隨著處理器從32位元提升至64位元,運算效能越來越強大,在軟硬兩端同步到位之下,科盛的模流分析軟體逐步站穩台灣市場腳步,並積極將觸角延伸到海外,如今旗下的Moldex3D已成為此領域最知名模流分析平台,包括鴻海、華碩、光寶、三菱電機、Toyota、Omron、聯合利華(Unilever)、樂高(Lego)、Nokia、BOSCH、Daimler (Mercedes-Benz)…等知名大廠均已導入使用。

從30年前成立至今,科盛除了將模流分析從2.5D進化到3D,也在處理器協助下大幅優化平台效能,現在Moldex3D只需在個人電腦上運行數小時就能得到完整結果。即便效能提升如此顯著,科盛仍不滿足,未來希望將處理時間縮短到分鐘等級,模流預測的精準度也需再提高,「不過要達到又快又準的目標,不能只靠軟體,硬體資源同等重要,這也是我們選擇AMD的原因。」

許嘉翔再次強調:「科盛對處理器的選擇沒有品牌迷思,只有效能考量。」在半導體與周邊技術的精進下,處理器的效能持續強化,「尤其是AMD,這幾年的技術突破非常明顯,性價比已經是現有市場品牌的最強者。」他進一步指出,科盛4年前開始建構雲端機房規劃時,就先釐清公司內部的伺服器特性與未來需求,再將市場上各品牌的處理器評比過一輪,發現無論是時脈速度、記憶體通道多寡、快取記憶體大小,AMD都比競爭對手高出一階,「導入AMD處理器後,我們以往要跑一個月的資料量,現在新的雲端機房只要一晚就可以完成,效率提升非常驚人。」

科盛創新服務模式 啟動雲地兩端布局

由於效能、穩定度、成本等條件均可滿足需求,AMD在科盛的評估中強勢勝出,而在AMD處理器的協助下,科盛也放心著手推動數位轉型,擴大服務模式。許嘉翔指出,為提供客戶更貼身完善的服務,該公司近期推出雲、地兩套服務模式。

其中雲端平台是與中華電信合作,許嘉翔指出,雲端平台是科盛的重要佈局,好處是企業毋需投入大量資源建構IT系統,就可以快速使用科盛的Moldex3D平台,之後運算或儲存容量需求若有變化,再按當下狀況調整即可,此外也不須建構專屬團隊維修硬體系統,藉此彈性調度資源讓效益最佳化,適用於中小型企業。

至於地端平台,主要是為高度重視模流資訊機敏性的企業而打造。Mini HPC採用AMD EPYC 7313處理器,內含科盛的Moldex3D,是軟硬合一的模流分析解決方案。許嘉翔指出,科盛的產品是以客戶需求為導向,近幾年智慧化成為全球趨勢,台灣中南部傳統製造業者也積極轉型,而該地域的製造場域因環境受限,IT設備大多設置於沒有空調之處,因此科盛2022年也推出了「機櫃式自帶空調」的Mini HPC解決方案以滿足此客群所需。

「無論是雲端平台或Mini HPC地端IT系統,AMD處理器都讓我們的新服務模式產生優異成效。」許嘉翔點出,模流分析是現在製造業、模具業者最重要的軟體工具之一,透過此平台內的模擬功能,方能精準掌握產品品質、強化製程效益,也因此業者深度倚賴模流分析平台,使用頻率非常高。「現在客戶端的壓力也很大,訂單大多是急單,模流分析必須又快又準才能縮短交貨期程,因此分析要儘可能一次就成功,才能提高競爭力。」

平台的工作負荷帶來嚴苛挑戰不只產業環境,還包括AI趨勢。AI被各大產業視為下一世代發展重點,而AI與模流的結合,模擬與現場大數據的整合,數位分身(Digital Twin)的延伸,都是科盛進行中的重要方向,也高度依賴於處理器的運算效能與品質。

CPU效能扮演關鍵力量 企業ESG完美達標

除了AI外,現在企業面臨的另一挑戰是企業的ESG。長年重視循環經濟的艾倫麥克亞瑟基金會(Ellen MacArthur Foundation)在2018年與聯合國環境署共同提出了「新塑膠經濟全球承諾」(New Plastics Economy Global Commitment)。此一承諾要求使用塑膠的廠商,在產品設計階段就先避用不需要的塑膠零件,並透過創新製程讓必須使用的塑膠,在產品壽命終結後可以被安全的重複使用、回收或分解,不再像以往視為垃圾直接丟棄,這也就是現在業界常提到的「生態化回收設計」(Design for Recycling;DfR)。

現在全球簽署承諾書的企業與政府機構已經超過400間,在「新塑膠經濟全球承諾」的種種要求下,使用者對模流分析平台的倚賴程度會更深,對此平台的運算能力也必須同步強化。許嘉翔指出,塑膠材質要達到可回收目標,其材質將會更多元更新穎,每一批產品的原料配方可能都不盡相同,設計也會更精簡,「無論是回收材質的導入或新DfR的設計,更需要模流分析來驗證設計,而此趨勢都需要高強度的計算效能與穩定性。」

「減塑之外,現在企業ESG的另一項指標是減碳,關於這點AMD處理器也幫了我們很多忙。」許嘉翔提到,對企業來說,節能減碳過去是行有餘力才做的選擇題,但在各國政府與大廠的要求下,現在已經成為必答題。現在多家大廠已經把減碳數據納入選擇供應商的標準之一,「採用7奈米製程的AMD處理器,擁有絕佳的效能/耗電比,可以協助科盛自己和我們的客戶降低碳排,達到客戶要求。」

善用AMD專業 科盛優化封裝模擬效能?

在透過AMD高效能處理器強化服務品質的同時,科盛也與AMD攜手合作,滿足半導體封裝客戶的需求。許嘉翔表示,封裝品質是IC能否順利運作的關鍵之一,品質不佳的封裝會導致產品的可靠度問題,特別是在車用半導體領域,將是相當重要的產品規格。Moldex3D在十年前切入半導體封裝應用,如今已是全球佔有率最高的封裝模擬軟體,獲得全球許多封裝大廠使用。隨著半導體設計的技術演進,半導體製程與封裝結合的異質整合(Heterogeneous Integration)趨勢,也讓Moldex3D的客戶涵蓋到晶圓廠。

台灣是全球半導體重鎮,台灣封裝廠與晶圓廠更是使用Moldex3D多年,但隨著半導體技術演進、薄型化與pitch數或錫球數更多,需要千萬甚至億以上的分析元素始能模擬,加上電子業時程緊迫,傳統的單機模擬是一大挑戰。Moldex3D透過平行與雲端計算,解決客戶需大量模擬計算的問題,並與AMD合作,「AMD這幾年技術不斷精進,對先進製程的掌握度更高,透過他們的專業與經驗,Moldex3D可以更進一步滿足封裝客戶的需求。」

對於未來規畫,許嘉翔表示模擬分析的雲端化是未來重要趨勢,,希望透過雲端無遠弗屆且快速更新的優勢,提供客戶高效能的模流分析平台。另外近年產業環境劇變,環保議題熱度不退,對此科盛也投入材料特性、機台特性等研究,結合Moldex3D的持續研發,進一步提升分析的精準度與速度。「要達到此目標,必須仰賴高效能的IT系統處理器,這四年來AMD為我們提供了強大的助力,我希望未來可以繼續合作,共同協助客戶擴大市場競爭力。」