半導體研發再突破！台灣大學、台積電與麻省理工學院（MIT）共同發表研究，首度提出利用「半金屬鉍」（Bi）作為二維材料的接觸電極，可大幅降低電阻並提高電流，使其效能幾與矽一致，有助實現未來半導體1奈米的挑戰。這項研究已於《Nature》 期刊公開發表。
台大今（14日）指出，目前矽基半導體主流製程，已進展至五奈米及三奈米節點，晶片單位面積能容納的電晶體數目，也將逼近半導體主流材料「矽」的物理極限，晶片效能無法再逐年顯著提升。一直以來科學界對二維材料寄予厚望，卻苦於無法解決二維材料高電阻、及低電流等問題，以至於取代矽成為新興半導體材料一事，始終是「只聞樓梯響」。
此次由台大、台積電與麻省理工學院（MIT）共同發表的研究，首先由美國麻省理工團隊發現在二維材料上搭配半金屬鉍（Bi）的電極，能大幅降低電阻並提高傳輸電流。隨後台積電技術研究部門 （Corporate Research）將鉍（Bi）沉積製程進行優化，台大團隊並運用氦離子束微影系統（Helium-ion beam lithography）將元件通道成功縮小至奈米尺寸，終於獲得這項突破性的研究成果。
台大電機系暨光電所吳志毅教授進一步說明，使用鉍為接觸電極的關鍵結構後，二維材料電晶體的效能不但與矽基半導體相當，又有潛力與目前主流的矽基製程技術相容，有助於未來突破摩爾定律的極限。雖然目前還處於研究階段，但該成果能替下世代晶片提供省電、高速等絕佳條件，未來可望投入人工智慧、電動車、疾病預測等新興科技的應用。
這項跨國合作自2019年展開，合作時間長達一年半，包括臺大、台積電、麻省理工學院等皆投入研究人力。
台大與台積電之間的合作緣份，早自2013年開始，由科技部支持組成產學大聯盟，投入半導體前瞻技術研發，其中第一期計畫（2013年至2017年）累計81項專利申請（70件已獲證）；2018年起執行第二期「超3奈米前瞻半導體技術研究」計畫，研發成果專利申請有39件。
台積電技術研究組織副處長暨台積電－臺灣大學聯合研發中心副主任林春榮表示，科學研究能夠驅動產業發展，台積公司多年來致力研發、推動創新，並持續與全球知名大學合作。此次的研究成果再次體現了產學合作的重要性。
責任編輯：錢玉紘
