奈米製程技術新突破!台積電、交大找出關鍵材料首登國際期刊《自然》
奈米製程技術新突破!台積電、交大找出關鍵材料首登國際期刊《自然》

當半導體先進製程持續發展,晶片的尺寸也逐漸縮小,每次製程的演進都有許多技術需要突破,晶圓代工龍頭台積電也無可避免要投入大量研發能力來「超前部署」、解決可能在5奈米、3奈米出現的技術瓶頸。

台積電攜手交大登期刊《自然》
台積電在科技部「尖端晶體材料開發及製作計劃」的支持下,與交大的研究團隊合作,發表的最新研究登上國際頂尖學術期刊《自然》(Nature)。
圖/ 簡永昌攝影

台積電技術發展組織李連忠處長表示,除依賴公司內部研發團隊外,與學術界攜手、善用學術界的研究能量突破技術瓶頸也是一種方法,因此近期台積電在科技部「尖端晶體材料開發及製作計劃」的支持下,與交大的研究團隊合作,共同進行單原子層氮化硼的合成技術研究,成功開發出大面積晶圓尺寸的單晶氮化硼,未來將有機會應用在先進的邏輯製程技術上。台積電更是首次與產業合作的研究成果,被刊登於國際頂尖學術期刊《自然》(Nature)。

步入三奈米製程,「氮化硼」成絕緣體材料新解

氮化硼(BN)並非全新材料,之所以重要是因為其具備良好的散熱效果,更是絕佳的絕緣體材料選擇。先進製程中會需要絕緣體的存在,通常是要協助電子能順利通過晶片裡的通道,

當製程持續往下走、通道勢必越來越小,若沒能靠更好的絕緣體排除掉可能依附的電荷所造成的阻礙,晶片的效能表現將會大打折扣。

先進製程步入3奈米以後,李連忠表示過去7奈米、5奈米時所採用的絕緣體材料如氧化物等將不再適用,原因出在過去的氧化物絕緣體都是三維絕緣體,它們像是一個3D的概念、容易有其他鍵結讓晶片中的電荷依附,造成電流不易通過。

三奈米以後的製程偏向二維半導體,類似一個非常薄的架構、趨近於平面,因此李連忠提到這樣的情況需要採用的是同為二維絕緣體的材料,氮化硼正是一個好的解決方式。

即便半導體業界都知道要採用「氮化硼」作為未來先進製程可能的絕緣體材料,不過技術上依舊無法突破,這也是為什麼這次台積電與交大攜手研究的成果能刊登上《自然》期刊的主因。

不只找出絕緣體材料,如何大量生產才是關鍵

李連忠說到,過去氮化硼的生長只能長成一個不規則的晶體,若要將氮化硼真正應用到晶圓片上,就只能將不規則晶體的氮化硼撕下來貼在晶圓片上,不但效率不彰,大小不一的氮化硼也很難滿足半導體製程所需,因此若能直接在晶圓上直接生長,將能有效解決問題,只是該如何在晶圓上合成高品質單晶的單原子層氮化硼?

李連忠說過去已知的就是利用銅這個材料,但是不同晶面的銅都會影響後續的表現跟價格。

台積電晶圓代工
能成功登上《自然》最主要的原因在於台積電跟交大發現,絕緣體材料氮化硼可以透過高溫高壓的方式,藉由銅(111)在晶圓上合成高品質單晶的單原子層氮化硼。

就以銅(111)來說,是作為合成絕佳選擇,因為它容易取得且穩定,對於未來可能要步入商業化的量產來說,是比較恰當的研究選擇。

成功突破過去技術瓶頸的關鍵,李連忠表示是研究團隊發現銅(111)的表面並不是完全平面、而是有類似像階梯的模樣,因此將氮化硼分子依附在這些階梯的邊緣處,並將這個類似階梯表面的銅(111)先規劃好後,氮化硼就能在高溫高壓的處理下於晶圓上被合成、進而達成大面積晶圓尺寸的單晶氮化硼。

參與此次研究的交大教授張文豪表示,目前實驗室裡面是採用2吋晶圓片的大小做實驗,未來要複製到其他尺寸的晶圓片應該也不是問題。對於正積極佈局3奈米研發的台積電來說,此發現無疑是對接下來3奈米可能遇到的瓶頸找到出口。

半導體材料有新變化?矽可能走到盡頭

面對材料在半導體業界的重要性逐步提升,李連忠也透露矽在半導體已經有好幾十年的應用,若要用全新的材料來取代矽其實也是一大工程,因為周邊技術都需要改變、也需要花時間去應證新材料是否真的能有預期中的表現。目前業界以及相關的會議如IEDM等都對於矽材料有走到盡頭的預測,因此尋找新材料刻不容緩。

台積電透露,目前內部有將近1/10的人力、約6000-7000人投入研發工作。受到疫情影響,每年3月展開的校園徵才預計將視疫情的狀況延後舉辦,屆時將會再募集一批生力軍。

責任編輯:陳映璇

關鍵字: #台積電 #科技部
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強震激發營運升級思維:富邦泰國保經攜手自由系統以 M365 與 DaaS 打造韌性辦公
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因應台商南向布局,富邦產險早在1989年即進入東南亞市場,並於2006年設立富邦保險經紀人(泰國)股份有限公司(以下簡稱富邦泰國保經),長期協助企業客戶掌握在地風險與營運機會。

一場突如其來的災害,讓富邦泰國保經意識到:現代化辦公環境才是支撐持續成長的關鍵。

「2025年3月28日下午,緬甸發生規模7.7強震,對曼谷帶來巨大衝擊,如高樓倒塌,以及員工基於安全考量無法正常進辦公室。」富邦泰國保經總經理吳明凱回憶:「這件事讓我們意識到,企業不能再把『辦公室』當成唯一的工作場域,必須將『營運不中斷』從口號轉為落地的能力。」

而這,也是富邦泰國保經會啟動現代化辦公模式升級的關鍵。

從IT支援到營運韌性,自由系統扮演關鍵角色

對多數南向布局的中小型據點而言,IT往往不是優先投資項目,富邦泰國保經同樣面臨人力精簡、資源有限、缺乏專職IT人員等挑戰,在跨國溝通與合規要求的牽引下,增加新系統的導入複雜度。

「我們需要的不只是技術,而是能幫我們『說清楚』的人,而這正是我們會選擇與自由系統合作的關鍵因素之一。」吳明凱回憶雙方第一次接觸是富邦泰國保經突然面臨網路連線問題,但因語言隔閡以及在地服務廠商的品質參差不齊,既有廠商花費許多時間仍找不出根本問題,但這個狀況在自由系統進場後便迎刃而解,透過排查網路電話跟系統設定等方式,自由系統短短幾個小時就找到問題、隔天成功修復,展現專業的技術能量,逐步建立雙方的信任與合作關係。

富邦保險經紀人(泰國)股份有限公司_吳明凱總經理
富邦保險經紀人(泰國)股份有限公司 吳明凱 總經理
圖/ 數位時代

從早期協助排除網路斷線問題,到後續整體架構優化,自由系統不僅展現即時技術能力,更重要的是,能在(富邦產險)總部規範、在地環境與使用者需求之間進行有效轉譯,以長期且彈性的方式提供協助,讓富邦泰國保經得以專注核心業務發展、不用再為IT問題分心。

自由系統泰國區域經理潘子維表示:「我們與富邦泰國保經的關係不是單純的一次性系統工具導入,而是在合規前提下,協助富邦泰國保經重構工作模式與IT架構,讓技術真正服務營運,兼具營運韌性與業務彈性。」

M365+DaaS,不只是工具,而是「可持續運作的辦公基礎」

自由系統因應富邦泰國保經的商業模式與需求提出短、中、長程規劃與建議後,立即從三個面向協助優化資訊系統架構:導入 Microsoft 365、引進裝置即服務(Device as a Service;DaaS),以及在網路架構不變的狀況下升級交換機、建置防火牆與導入虛擬私人網路(Virtual Private Network;VPN)設備,藉此建立一個不受地點限制、具備安全與彈性的工作環境。

例如,富邦泰國保經在自由系統的協助下將傳統桌機全面轉向筆電,並透過DaaS整合設備生命週期管理、資安設定與IT支援,成功將原本零散的維運工作轉為可預測、可控的服務模式。

吳明凱表示:「M365與DaaS上線時間短短不到半年,便取得亮眼成果:不僅大幅降低IT維運負擔、建立遠距辦公能力,更進一步降低營運相關文件儲存成本,以及全面強化資安防護機制。」更重要的是,透過自由系統提供的教育訓練與流程轉換,非IT背景的同仁也能順利上手,確保資訊投資發揮實際效益。

從IT現代化到AI驅動營運升級

隨著遠距辦公環境與IT基礎架構現代化工程完畢,富邦泰國保經與自由系統將目光轉向下一階段:AI應用。雙方計畫在2026年底或明年初評估、導入智慧文件分析、自動化流程與AI協作工具,藉此將財務等人員從高重複性的作業中釋放出來、將心力聚焦在更高價值的決策與分析工作。

而這意味著:IT的角色將從支援系統進一步升級為驅動營運效率與創新的引擎。

從自由系統與富邦泰國保經的實務,可以清楚看到:在「不確定」已成常態的時代,企業競爭力不再只來自規模或資源,更在於是否具備能在任何情境下持續運作、快速調整的能力。過去,這樣的能力或許多屬於大型企業;如今,透過適切的合作夥伴與IT架構設計,中小型企業與海外據點同樣可以快速建立具韌性的營運基礎。

對富邦泰國保經來說,M365、DaaS與機房重整只是起點,真正關鍵的,是打造一套能隨環境變動持續進化的營運基礎,而這正是自由系統長期深耕的核心價值,不僅協助企業完成IT現代化,更憑藉長期積累的服務經驗,陪伴企業建立具彈性且能持續演進的營運體系,為下一階段的營運升級與成長奠定更穩固的基礎。

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