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與世界接軌 NDL推動台灣奈米科技發展

上網時間: 2007年01月17日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:摩爾定律  國家奈米元件實驗室  NationalNano Device Laboratories  NDL  電晶體 

在可預見的將來,摩爾定律真能合理的實現而沒有限制嗎?關於這個問題,國家奈米元件實驗室(NationalNano Device LaboratoriesNDL)主任倪衛新表示,“極限當然是存在的,”他預計在22奈米後,經濟規模因素將成為製程微縮的臨界點。接手NDL兩年來,倪衛新的主要任務是推動各種研究計劃,包括製程、材料的基礎研究,並協助國內業者實現商用化。

倪衛新:22奈米後,經濟規模因素將成為製程微縮的臨界點

NDL是整合台灣學術界資源研發奈米級元件及製造技術的單位,涉及領域涵蓋元件、材料與製程技術。該實驗室的成立要追溯到1988年,當時經政府核准的「國家次微米元件實驗室」五年發展計劃,在1992年建立了10級無塵室、1,000級無塵室和10,000級無塵室,總面積2,245平方公尺;接著又於2004年建立了含2,017平方公尺無塵室的奈米電子研究大樓。

在奈米級元件的開發上,NDL曾經取得過多次重大成就。如運用電子束微影製程及電晶體元件製作技術開發出首顆尺寸通道寬度為67nm的奈米級複晶矽薄膜電晶體;密度為1 x 1012/cm2的高密度奈米微晶粒;以及成本較市場上高頻元件雜訊參數特性分析系統低的‘晶圓級雜訊指標測試’方案等。

“在半導體技術的發展藍圖中,電晶體尺寸微縮是垂直發展,但業界不會無止境追求製程微縮,除了投資成本過大外,如何商用化是一大問題,”倪衛新說。“而我們現在著重的是平行發展,研究如何用現有技術發揮最大綜效。”他透露,奈米實驗室開發出的40奈米三閘極HFO2奈米晶體已獲得國內記憶體廠商的青睞,用於開發快閃記憶體,這是將學術研究導入實際應用的例子之一。

現在,倪衛新的一下個計劃是運用現有奈米技術,進行太陽能電池的研究。在所有關於未來世界的科幻作品中,核融合與太陽能都是不可或缺的兩種技術。而今天,藉助矽材料與半導體製程的進展,人類正向真正利用太陽能跨出第一步。“太陽每天提供的能源是我們在地球上消耗總量的10,000倍,”他說。

倪衛新提出的構想是透過改變材料結構,強化太陽能電池的使用效率“目前所有的太陽能電池都只能利用極小部份的光譜,相對的,使用效率非常低,”他說。他同時樂觀的預言:“未來10年內,太陽能電池使用效率也許有希望透過改變材料結構的方式提高到40%左右,但要超過70%,可能還需要四分之一世紀的時間才可能實現。”

在全球原油價格高漲、環保意識抬頭的今天,可再生能源備受關注,其中取之不盡的太陽能更是全球各先進國家的發展重點。倪衛新表示,台灣應該立即展開第三代太陽能電池研究,但這個議題涉及到如何將半導體與有機奈米材料應用在能源技術上,以提高目前轉換效率僅有16%~18%的太陽能電池效能,他預估,未來能直接將太陽能轉換為電能的光電壓(Photovoltaic)技術將形成極大的市場。

由於涉及領域廣泛,倪衛新希望能整合台灣各大學的研究力量共同推動這項計劃。但他也表示,今天從事的基礎研究也許無法立即實現商用化,但台灣應該運用在半導體及奈米技術上的優勢,切入像太陽能電池這類新興產業,因為,“未來光電壓太陽能電池(PV cell)的基礎材料仍會是矽”,對台灣來說,將是下一個值得把握的產業升級機會。

作者:鄧榮惠




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