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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從台流轉型到跨界共創,2025亞洲新媒體高峰會以「RESILIENCE:韌性 · 突圍」驅動產業續航
從台流轉型到跨界共創,2025亞洲新媒體高峰會以「RESILIENCE:韌性 · 突圍」驅動產業續航

全球影視娛樂正處在結構翻轉的臨界點。從串流平台的競合與權力再分配,到生成式AI引爆的創作革命,再到觀眾注意力被碎片化的內容浪潮瓜分,市場規則幾乎在一年之內重寫。

在這樣的動盪中,「如何永續成長」成為所有內容產業的共同焦慮。台灣擁有豐沛的創作能量,卻在規模化與國際化的路上,始終面臨結構性瓶頸。為了回應時代考驗,NMEA(新媒體暨影視音發展協會)以「RESILIENCE:韌性 · 突圍」為題,將於11月24日至25日舉行2025亞洲新媒體高峰會,邀請超過五十位國內外產業領袖對話,從組織、內容、技術與商業模式出發,探討如何讓台灣影視娛樂在不確定中,創造屬於自己的續航動能。

韌性,從衝擊中找到成長的可能

「Resilience」一詞原本源自工程學,指材料在受壓後能回彈的能力。NMEA理事長李芃君指出,當這個詞被用於產業時,它所代表的已不只是「抗壓」,而是「擁抱變化與永續成長」的能力——在巨變中快速重組關鍵資源、甚至藉由創新找到新的突破。

她觀察,全球產業變動的背後,主要受到三股力道的衝擊:地緣政治的風險、科技典範的轉移,以及氣候與疫情等帶來的自然挑戰。這些因素同樣影響著台灣文化內容產業。

以台灣一家全球背光模組大廠為例。近年隨著國際電子品牌紛紛在筆電與平板產品導入OLED顯示技術,傳統背光模組市場面臨挑戰;該企業在察覺趨勢轉向後,選擇主動調整策略,透過併購前沿技術快速推出新產品,切入車用、醫療與AR/VR顯示等新領域。李芃君指出,這樣的轉向即是韌性的展現——在技術更迭的浪潮中重新定位自己,讓企業從被動防守,轉為開創下一波成長曲線。

「這種思維放回影視娛樂也一樣。當市場被新技術和新平台顛覆,產業若仍困於單一市場、單一資金、單一合作關係,就難以應對下一次衝擊。」她強調,建立韌性不能停留在抽象的口號,必須要有具體行動,而關鍵就在「多角化」。

多角化的市場讓故事能走出台灣、觸及不同文化的觀眾;多角化的技術與人才,讓製作不再受限於傳統框架;而多角化的資金與夥伴結構,則能減少對補助與單一委製案的依賴,形成正向循環的產業體質。諸如日本《鬼滅之刃》透過IP延伸創造跨世代效應,或泰國在政府策略支持與國際平台Netflix合作,讓在地內容走向全球,都是多角化的案例。

高峰會四大主軸,挖掘韌性的潛力

「政策當然重要,但最終能否長出韌性,關鍵仍在產業本身的自覺與行動力。」李芃君表示,第七屆亞洲新媒體高峰會以「台流轉型、跨界共創、影視創新、商模躍進」四大主軸為核心,期望讓韌性不再停留於口號,而能轉化為具體實踐。不只是思考「如何生存」,更要推動產業主動探索「如何成長」。

在「台流轉型」議題中,論壇將從亞洲娛樂的整體格局出發,思考台灣內容如何在國際市場中建立辨識度與合作機制。面對串流平台競爭與區域內容崛起,產業要重新定義「台流」的價值,從單點創作走向跨國布局。

「跨界共創」則從電競、音樂、體育到AI應用,剖析影視娛樂如何走向一個多層次的體驗場域。透過多個實際案例,探討不同產業之間的協作經驗,助攻內容突破原有框架,創造新的商業能量。

「影視創新」主軸聚焦於新技術與內容形式的融合。如:短劇風潮、現象級作品及AI生成式內容等,正改變影視產業的創作邏輯。論壇將聚焦技術如何成為創意夥伴,推動人才與內容的再進化。

最後,「商模躍進」則回應內容永續與變現挑戰。當觀眾行為與平台策略不斷重組,內容不再只是作品,也是可延伸、可轉化的商業資產。論壇將引導產業思考,如何讓內容價值在不同階段持續發酵,打造可長可久的生態循環。

李芃君強調,高峰會的價值,在於讓這些不同維度的討論彼此交會;唯有當創作、技術與資本願意對話,產業的韌性才能真正落地。「我們希望產業能從危機思維轉向成長思維,在對話與合作中,激盪出新的想像與行動。」

韌性,新媒體暨影視音產業必備的DNA

自2017年成立以來,NMEA持續扮演政策倡議與產業整合的推動者。每一屆高峰會也都對應時代命題,映照產業進化軌跡。從2023年「EMPOWERING」的全面賦能、2024年「CONSOLIDATION」的整合共榮,到今年的「RESILIENCE」發揮韌性、尋求突圍,李芃君形容,這是一條從能力啟動、資源整合到體質調整的路徑,引領台灣影視娛樂邁向國際舞台。

NMEA
NMEA理監事集結產業代表,共思壯大台灣內容產業之道。
圖/ NMEA

她指出,高峰會結束後,NMEA也將以工作坊與共創計畫延續對話熱度,讓產業交流落地為實際行動。協會也積極拓展跨域合作,從企業交流、IP授權推動到媒體合作,串聯更多產業能量。

值得注意的是,自2022年起,高峰會同步啟動線上直播,三年累計已吸引超過20萬名觀眾參與,單屆觀看更突破8.1萬人次。李芃君認為,這不僅是數據表現,更代表台灣影視產業逐漸建立國際話語權。當產業以開放與創新的態度前行,才能在全球文化浪潮中,站上屬於台灣的舞台。

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