身负矽基量子重任 国研院TSRI研发实力受关注

为了因应半导体产业即将面临的芯片漏电、临界偏压(threshold voltage)、次临界摆幅(subthreshold swing)等技术障碍，科技部提出「A时代前瞻半导体技术专案计划」(AngstromSemiconductor Initiative)。目前执行计划的团队中，国研院仪科中心和半导体中心(TSRI)扮演重要的角色。该院研发实力能否超前国际，攸关台湾在量子电脑计划、突破A时代半导体技术瓶颈的表现。

为配合行政院施政方针，2019年由国研院芯片中心(CIC)与纳米实验室(NDL)合并而成的半导体中心，在科技部的政策指示下正投入矽基量子计算次系统的开发工作，计划重心放在大规模量子位元之量子电脑系统所需的极低温(低於4 K)的互补式金属氧化物半导体(Cryo-CMOS)系统芯片开发，制作可与不同量子位元物理平台如超导体或半导体结合之驱动芯片，并运用芯片技术缩小至能与量子位元元件整合。

半导体中心组长蔡瀚辉指出，2022年预计完成「cryo-CMOS 量子位元操控/驱动/读取电路芯片次系统」、「cryo-CMOS 元件与电路模型」、「28矽量子位元元件」等三项次系统开发，并提供其他量子计算硬件团队如清大、台大、中研院、成大及中央的协助。之後还规划横向链结前瞻制程、尖端材料及先进制程设备产业，以期未来有机会可扩散至量子通讯、金融科技、AI与机器学习、天气预测、新药合成模拟及DNA解码等应用。

除量子科技外，半导体中心主任叶文冠2022年开始与高雄大学电机学系副教授李耀仁、阳明交通大学电机系教授李义明、电子物理学系副教授苏俊荣等人共同执行A时代技术节点之先进高密度高性能晶体管开发。

该团队以垂直堆叠互补式晶体管(Complementary FET；CFET)为主要结构，提升元件密度，技术特点包括：低温晶圆键合异质与异向四族通道材料；超薄二维材料通道以更一步突破堆叠元件密度瓶颈等。团队将致力於完成高密度单晶垂直堆叠式之CFET元件、高密度三维垂直堆叠之二维材料互补式晶体管架构等目标。

至於台湾仪器科技研究中心陈峰志，则联合长庚大学电子工程学系教授赖朝松等人投入二维半导体材料制程设备与关键元件技术为目标，并建置大面积二维材料制程与关键元件验证平台。

另外曾经执行半导体射月计划的清华大学材料科学工程学系教授赖志煌，2022年也与国研院半导体研究中心谢嘉民等人组成团队，以铁电存储器(FEFET)和磁性存储器(MRAM)元件及独创低温积层型三维集成电路技术，开发AI、存储器内逻辑运算之先进嵌入式存储器三维集成电路。

根据科技部数据，国研院2022年的支出预算为新台币72.6亿元，其中12亿用於执行前瞻基础建设计划的A时代半导体及量子电脑计划，8.28亿用於委托代工与制程下线服务等半导体技术开发与人才培育。

责任编辑：朱原弘