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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從企業協作到智慧治理,為什麼新竹市選擇LINE WORKS?
從企業協作到智慧治理,為什麼新竹市選擇LINE WORKS?

日本付費商務通訊軟體第一品牌–LINE WORKS–於2025年12月正式進軍台灣,至今已吸引150家企業與組織導入、超過1萬名使用者。對一個剛進入台灣市場的商用協作平台而言,這樣的成長速度,反映的不僅是企業對另一套通訊工具的需求,而是LINE的操作習慣已經深入日常,企業開始尋找一個能兼顧「好用」與「可管理」的工作協作環境。

LINE WORKS株式會社代表取締役社長島岡岳史將市場接受度歸納為三個原因:熟悉且低學習門檻的操作介面、企業等級的資安與管理機制,以及能與LINE串聯的溝通能力。「三者結合,讓LINE WORKS不只是把『聊天』搬進企業,而是協助建立一套從組織內部到外部溝通的協作基礎。」

LINE WORKS在台灣的布局,也不只停留在企業市場。

日前,LINE WORKS與新竹市政府正式簽署合作備忘錄(MOU),雙方將從里長里政系統展開一系列合作。這是LINE WORKS首次在台灣與城市政府簽署MOU並進行規模化導入,意味著商用協作平台的角色正在發生變化:從解決企業內部溝通問題,進一步走向政府機關、第一線人員與城市服務的協作基礎。

對新竹市政府而言,這不只是導入一套新的通訊工具,而是重新整理公務訊息、前線回報、案件追蹤與災害應變等資訊流,讓原本分散在不同管道的溝通,逐步形成可管理、可追蹤、可共享的城市協作網絡。

「新竹市在智慧科技與AI應用上的創新作為,在日本城市中相當少見,令人印象深刻。很榮幸此次能與新竹市政府攜手合作,未來將全力以赴,運用LINE WORKS的科技與AI服務,協助新竹市持續推動智慧治理。」島岡岳史如是說。

LINE WORKS
LINE WORKS株式會社代表取締役社長 島岡岳史
圖/ 數位時代

好用不等於適合企業,LINE WORKS解決「公私分界」議題

LINE誕生於2011年的日本311大地震之後,4年後,LINE WORKS以「商務版LINE」概念誕生,從一開始便鎖定企業工作場景;與個人通訊工具相比,LINE WORKS更強調帳號管理、資安、隱私與組織管理。

例如,個人版LINE的暱稱與大頭照可以由使用者自行設定;LINE WORKS則由企業管理員統一管理。看似小小的功能差異,背後反映兩種產品完全不同的設計邏輯:前者服務的是「個人」,後者服務的是「組織」。

這樣的產品定位,在台灣極具意義。

在台灣,LINE已深入工作場景,主管、同事、客戶、供應商甚至合作夥伴,都可能透過LINE建立工作群組;但問題是,當工作訊息與私人聊天混在一起,企業面對的就不只是溝通效率,還包括資料管理、員工隱私、公私界線,以及員工離職後帳號與資料如何處理等問題。

島岡岳史表示:「年輕世代對於使用私人通訊工具辦公的接受度正在改變,也越來越重視個人隱私。」因此,LINE WORKS希望提供一個「操作體驗熟悉,但管理邏輯屬於企業」的工作環境,在既有的LINE使用習慣之上,加上一層企業需要的身分、權限、資安與管理機制。

當LINE WORKS走進市政府,下一步是把「資訊流」變成「治理能力」

除協助企業提升協作與溝通效率,LINE WORKS也將協作能力延伸至智慧治理。與新竹市政府的合作,第一階段將從里長里政系統出發,進一步整合公務訊息、通訊錄、行事曆與問卷等功能,重新梳理第一線人員與市政府之間的資訊流,讓政令傳遞、日常溝通與災害應變更有效率。

更重要的是,LINE WORKS的聊天介面並不只是「人與人」溝通的工具,也能串接聊天機器人與各類業務服務。當聊天介面成為連接人、系統與服務的入口,LINE WORKS處理的不再只是訊息,而是組織裡持續流動的工作資訊。

這也讓AI有了更進一步發揮的空間。LINE WORKS未來不排除在台灣推出AI會議紀錄(AiNote)、對講機(Roger)、OCR(PaperOn)、Voice Bot(AiCall)、Cloud Cam(Vision)及AI Assistant(AiStudio)等服務,目標是協助將工作現場產生的文字、聲音、圖片與影片數位化,再透過AI整理與分析。

對城市治理而言,這尤其重要。第一線人員面對災害或突發事件時,不一定有時間坐在PC前填寫表單,更多時候是透過手機傳送文字、語音、圖片或影片,因此,當這些原本分散、非結構化的資訊能被即時蒐集,並交由AI整理,便有機會從「被傳遞的訊息」進一步轉化為「可以被運用的治理資訊」。

島岡岳史表示,在日本,LINE WORKS已被應用於物資運送、傷患運送與救災支援等溝通協作。至於在台灣,下一階段的關鍵是,將累積的經驗轉化為更貼近在地需求的解決方案。「LINE WORKS也將持續與新竹市政府討論AI應用的導入,以及如何進一步擴大市民服務。」

從目前的里政協作,到未來的AI資訊整理與市民服務,LINE WORKS所扮演的角色正在改變:它不只是協助政府「把訊息傳出去」,而是逐步參與資訊如何被蒐集、串接、整理與運用。當協作平台開始連結人、系統與AI,LINE WORKS的價值也就不再只是提升溝通效率,而是有機會成為城市治理數位化過程中的一層基礎能力。

LINE WORKS
圖/ 數位時代
LINE WORKS小檔案
成立時間 2015年
主要產品 一套專為企業打造的商務協作平台,保留大家熟悉的LINE操作介面,同時提供企業所需的管理、安全與協作功能,如商務聊天、群組協作、行事曆、視訊會議、佈告欄、任務管理、通訊錄、問卷、管理者權限控管等
市場成績 •服務全球59萬家企業、超過580萬名付費用戶 •日本付費商務通訊軟體市占率連續 9 年 No.1。出處:該公司自行調查、富士凱美萊總研「軟體商務新市場」(2026年9月數據)
何時進入台灣市場 2025年12月
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