延續摩爾定律 臺大攜手台積電、MIT取得1奈米技術突破

圖為研究團隊成員,左至右為沈品均博士、教授吳志毅、周昂昇博士。(圖:取材自臺灣大學官網)
圖為研究團隊成員,左至右為沈品均博士、教授吳志毅、周昂昇博士。(圖:取材自臺灣大學官網)

臺灣大學宣布攜手台積電 (2330-TW)、美國麻省理工學院 (MIT),研究發現二維材料結合半金屬鉍,能達到極低的電阻,接近量子極限,有助實現半導體 1 奈米以下的艱鉅挑戰。

目前矽基半導體主流製程,已進展至 5 奈米及 3 奈米節點,晶片單位面積能容納的電晶體數目,也將逼近半導體主流材料「矽」的物理極限,晶片效能無法再逐年顯著提升。

一直以來科學界對二維材料寄予厚望,卻苦於無法解決二維材料高電阻、及低電流等問題,以至於取代矽成為新興半導體材料一事,始終是「只聞樓梯響」。

此次研究由臺灣大學、台積電與麻省理工學院 (MIT) 共同發表;臺大電機系暨光電所教授吳志毅說明,這項研究發現在使用鉍為接觸電極的關鍵結構後,二維材料電晶體效能不但與矽基半導體相當,又有潛力與目前主流的矽基製程技術相容,有助未來突破摩爾定律的極限。

吳志毅表示,雖然目前還處於研究階段,但該成果能替下世代晶片提供省電、高速等絕佳條件,未來可望投入人工智慧、電動車、疾病預測等新興科技的應用中。

這項跨國合作自 2019 年展開,合作時間長達一年半。包括臺大、台積電、麻省理工學院等皆投入研究人力,共同為半導體產業開創新路。其中,2 名主要參與研究、論文發表的年輕博士,都曾是臺大光電所碩士生。

台積電長期和臺大進行產學合作,台積電技術研究組織副處長暨台積電-臺灣大學聯合研發中心副主任林春榮表示,科學研究能夠驅動產業發展,台積電多年來致力研發、推動創新,並持續與全球知名大學合作。此次研究成果再次體現產學合作的重要性。

完成最後研究的氦離子束微影系統,現放置於臺大電機二館,機器設備投入資金高達數千萬元,全臺灣僅此一座;臺大也說,非常樂意將此次的研究成果,回饋給國內產業界,未來若能取得商用突破,將有助國內半導體及科技供應鏈,繼續維持全球領先地位。
 


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