新材料和創新技術正成為後摩爾時代晶片 - 工程師

新材料和創新技術正成為後摩爾時代晶片供需的新解方

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眾所皆知，摩爾定律已經逐漸不適用半導體製程的未來發展，因此許多專家都在構思如何
突破現狀的方式。如今市場又遇到晶片短缺的噪音，隨著經濟情勢的逆轉，廠商必須開始
思考，興建新晶圓廠的延遲性，有機會遇到在未來產能激增但需求同時減弱時，又再一次
導致嚴重產能過剩的問題。

為了解決這些問題，結合非資本投資，且以最小資本支出增加晶圓廠吞吐量的絕佳機會，
就是透過新材料，甚至重新設計製造流程，來達到簡化晶圓吞吐量，以及其他工程技術。
例如：Atomera的Mears Silicon Technology（MST），即是通過在現有製程節點提供一套
新的、意想不到的材料改進，使半導體工廠能夠延長其昂貴製造設施的壽命技術。

美國政府支持的非營利戰略投資者In-Q-Tel，在給美國商務部的信函中建議確保對新創企
業和小型企業提供足夠的支持，這對於促進創新至關重要。它還建議建立“製造沙盒”，
讓小公司可以使用商業設備和工具，從而幫助消除進入半導體產業的障礙。

其他超越摩爾定律的方式，正成為半導體廠商尋求突破的關鍵。例如：採用新封裝技術（
SiP等）、投入正在崛起的電源/高壓/射頻技術領域、CIS和其他感測器重要性不斷提升、
以及採用新記憶體（MRAM、ReRAM等）等，這些都是跳脫摩爾定律的關鍵技術發展趨勢。

在新封裝技術上：現今流行的小晶片（Chiplet），即是採用新封裝的最佳範例。因為新
封裝可使小晶片和其他異構晶圓幾乎可以整合在一起，就好像它們在同一個晶片上一樣。
這將對整個應用和技術領域產生深遠的影響。這也是為什麼有愈來愈多廠商相繼投入的原
因。

其次，功率、高壓和射頻是成長最快的三個半導體市場。如今所有應用中的複雜電源管理
（PMIC）愈來愈重要，以及汽車、工業和基礎設施的成長，這些因素都讓電源和高壓IC變
得愈來愈重要，這也是為什麼愈來愈多公司正在加大力度使用SiC和GaN基板來製造成本更
低、損耗更低的功率元件；至於射頻IC，也因為5G以及未來的6G時代的來臨，讓其在行動
通訊的地位愈來愈關鍵。

至於無人駕駛車以及AI的崛起，影像感測器(CIS)和其他感測器重要性不斷提升。記憶體
在摩爾定律遇到瓶頸時，從以前的附屬品轉變成主角，MRAM、ReRAM等新記憶體更成為後
摩爾時代的新興儲存解決方案。

總之，建立一個能夠製造尖端AI晶片的3奈米晶圓廠是一個不錯的目標，但它無助於建立
一個可持續性的半導體產業，使用新材料，或著尋求創新技術，以免未來再一次陷入半導
體短缺或供給過剩的惡性循環之中。

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