台积电1nm，有了新进展

2021-05-15 14:00:21 来源: 半导体行业观察

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半导体研发再突破！中国台湾大学、台积电与麻省理工学院（MIT）共同发表研究，首度提出利用「半金属铋」（Bi）作为二维材料的接触电极，可大幅降低电阻并提高电流，使其效能几与硅一致，有助实现未来半导体1纳米的挑战。这项研究已于《Nature》期刊公开发表。

台大今（14日）指出，目前硅基半导体主流制程，已进展至五纳米及三纳米节点，芯片单位面积能容纳的电晶体数目，也将逼近半导体主流材料「硅」的物理极限，芯片效能无法再逐年显著提升。一直以来科学界对二维材料寄予厚望，却苦于无法解决二维材料高电阻、及低电流等问题，以至于取代硅成为新兴半导体材料一事，始终是「只闻楼梯响」。

此次由台大、台积电与麻省理工学院（MIT）共同发表的研究，首先由美国麻省理工团队发现在二维材料上搭配半金属铋（Bi）的电极，能大幅降低电阻并提高传输电流。随后台积电技术研究部门（Corporate Research）将铋（Bi）沉积制程进行优化，台大团队并运用氦离子束微影系统（Helium-ion beam lithography）将元件通道成功缩小至纳米尺寸，终于获得这项突破性的研究成果。

台大电机系暨光电所吴志毅教授进一步说明，使用铋为接触电极的关键结构后，二维材料电晶体的效能不但与硅基半导体相当，又有潜力与目前主流的硅基制程技术相容，有助于未来突破摩尔定律的极限。虽然目前还处于研究阶段，但该成果能替下世代芯片提供省电、高速等绝佳条件，未来可望投入人工智能、电动车、疾病预测等新兴科技的应用。

这项合作自2019年展开，合作时间长达一年半，包括台大、台积电、麻省理工学院等皆投入研究人力。

台大与台积电之间的合作缘份，早自2013年开始，由科技部支持组成产学大联盟，投入半导体前瞻技术研发，其中第一期计划（2013年至2017年）累计81项专利申请（70件已获证）；2018年起执行第二期「超3纳米前瞻半导体技术研究」计划，研发成果专利申请有39件。

台积电技术研究组织副处长暨台积电－中国台湾大学联合研发中心副主任林春荣表示，科学研究能够驱动产业发展，台积公司多年来致力研发、推动创新，并持续与全球知名大学合作。此次的研究成果再次体现了产学合作的重要性。

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