清大團隊新突破 助半導體產業突破 - 工程師

清大團隊新突破 助半導體產業突破摩爾定律極限

（中央社記者鄭鴻達台北24日電）

隨著半導體產業循摩爾定律逼近矽材料物理極限，國科會補助清華大學團隊研究開發出新
材質，提升操控電子技術，可望推進半導體邁向1奈米等更加前瞻製程，研究成果獲選成
為國際知名學術期刊自然奈米科技7月號封面。

清華大學電機系暨光電所副教授劉昌樺、物理系教授鄭弘泰、電機系暨電子所特聘教授邱
博文團隊，透過國家科學及技術委員會經費補助研究，成功開發出新型凡德瓦爾異質結構
，並於今天舉辦記者會發表成果。

半導體工業循著摩爾定律發展約半世紀，已逐漸逼近矽材料物理極限，目前業界使用三維
材料製造半導體元件，若要達成更高效能運算，需要使用二維材料製造工藝，但仍需克服
漏電挑戰，以延續摩爾定律。

所謂摩爾定律，是指一塊晶片上所容納電晶體數量，隨著製程技術提升，每18個月就會翻
倍，效能跟著提升，不過摩爾定律極限是指，電晶體縮小到矽材料物理極限，最終無法突
破最大效能。

為突破摩爾定律極限，晶圓代工龍頭廠台積電也投入相關研究。

劉昌樺解釋，新型凡德瓦爾異質結構可以克服三維材料的限制，讓電子操控技術更精進，
可應用在厚度僅3顆原子的二維材料上，提升半導體製程技術，也就是說，未來若能應用
到產業，可望將半導體製程再往摩爾定律極限推進。

至於這項研究最快何時能應用到產業界，劉昌樺解釋，目前還要克服多項挑戰，例如二維
半導體要使用磁性材料，得以生長在大面積材料，做元件增列，這部分可能還需要5到10
年時間。

至於研究能否運用到量子電腦或運算？

劉昌樺說，此研究實現了電控量子位元，但還要進一步發展量子訊號傳輸、偵測技術，若
實現就可達成量子運算。

國科會自然科學及永續研究發展處長羅夢凡說明，半導體產業是台灣核心產業，半導體元
件愈做愈小，現在從3奈米已快做到1奈米以下，原先的元件運作物理機制將不再可行。

羅夢凡解釋，藉由異質堆疊，用電控產生電子能谷極化操作，可發射自旋極化的電洞到中
間二維材料，這能增加半導體元件的資訊儲存、計算能力，對下世代半導體開發具很大應
用潛力。

國科會表示，研究成果已在今年5月正式發表於國際知名學術期刊Nature Nanotechnology
（自然奈米科技）上 ，並獲選為期刊7月份封面。

（編輯：潘羿菁）1110824

https://reurl.cc/kErxl3

--