號外 突破二維半導體介面瓶頸

(台北內科週報第746期/2026年8月10日-2026年8月16日)

【產學政研連線】在今日,手機、電腦,甚至未來的AI智慧裝置,都需要運算速度更快、耗電更低的半導體晶片。然而,傳統矽半導體技術,已逐漸逼近物理極限。為了解決這個問題,全世界的科學家都在尋找下一代的半導體材料,而「2維半導體」因為薄到只有原子級厚度,被視為延續摩爾定律,讓晶片持續微縮與提升效能的重要關鍵。

目前,陽明交通大學電子物理系/中研院應用科學研究中心張文豪教授團隊,攜手台積電Iuliana Radu博士團隊及陽明交通大學半導體工程學系李宗恩教授,針對2維半導體長期以來面臨的「介面問題」提出解決方案,成功開發出高效能的單層二硫化鉬(MoS2)頂閘極電晶體;這項突破性成果更登上國際頂尖期刊《Nature Electronics》。

▲2維半導體磊晶介面工程示意圖(照片係國家科學及技術委員會提供)。

2維半導體雖有極致薄的優勢,但要讓它真正在晶片裡發揮作用,仍面臨1項關鍵挑戰,亦即為了控制電流,必須在上面鋪1層超薄的「閘極介電層」。這就像要在超薄的紙上再鋪上1層膜,很容易在過程中破壞到紙張表面。同時,這也將導致電子傳輸受阻(電子散射),使得元件效能受到嚴重影響。因此,如何兼顧超薄結構與高速電子傳輸,一直是國際半導體界難以跨越的高牆。而臺灣產學研團隊的創新之處,並不是去尋找另1種新材料,卻是利用「磊晶介面工程」(epitaxial interface engineering),重新設計了這層「膜」的結構。

集3個研究團隊之長,他們利用超高真空技術,先在單層MoS2表面精準鋪上1層超薄的鋁,再經氧化形成厚度僅約0.42奈米的氧化鋁層,作為後續材料生長的高品質基底。而這個只有原子級厚度的完美介面,不僅大幅提升2維半導體與介電層之間的品質,更有效降低電子傳輸阻礙,成功兼顧「超薄」與「跨導」兩項關鍵特性。利用這項技術,團隊製作出的電晶體,在極小的尺寸下展現全球領先的跨導表現,同時具備極低漏電流與優異操作穩定性,展現2維半導體元件邁向實際應用的重要潛力。


量子科技發展 揭開嶄新篇章

(台北內科週報第707期/2025年11月10日-2025年11月16日)

【產學政研連線】匯聚來自美國、歐洲及亞洲多國產官學研代表,聚焦「量子運算的規模化與連結性」,國科會攜手中央研究院及經濟部於11月11日舉辦「2025台灣量子科技國際研討會」(Quantum Taiwan 2025:Quantum Computing Toward Scalability and Connectivity),共同探討全球量子科技的研發動能、應用前景與產業化新趨勢,為台灣量子科技發展揭開嶄新篇章。

▲吳誠文主委致詞時表示,象徵台灣量子科技布局,邁入國際合作的新階段(照片係國家科學及技術委員會提供)。

國科會吳誠文主任委員致詞時表示,象徵台灣量子科技布局,邁入國際合作的新階段。他也指出,量子科技正引領全球新一波的科技革命,涵蓋從基礎研究、系統開發到跨國應用布局。台灣憑藉在半導體及資通訊產業的堅實基礎,具備發展量子科技的獨特優勢,國科會將持續推動跨部會整合與國際合作,透過量子國家隊建構從元件、系統到應用的完整生態鏈,強化台灣在全球量子產業鏈中的關鍵地位。

量子系統推動小組召集人果尚志教授指出,「Quantum Taiwan」系列研討會自2023年起每年舉辦,已成為亞太地區最具代表性的量子科技國際交流平台。2025年的主題,不僅呼應國際關注的量子擴展與連結議題,更展現台灣在量子硬體、低溫電子、控制技術及混合運算架構方面的持續成果。透過此平台,將持續深化與全球量子領導者的合作,推動科研成果落地應用,加速量子產業生態系的形成。

▲「2025台灣量子科技國際研討會」,聚焦「量子運算的規模化與連結性」;圖為吳誠文主委(前排中)與中研院廖俊智院長(前排右4)、清華大學高為元校長(前排左2),及量子系統推動小組果尚志召集人(前排左1)等中外與會的貴賓合影(照片係國家科學及技術委員會提供)。

這次會議以「Scalability(規模化)」與「Connectivity(連結性)」為核心主題,聚焦量子運算系統整合、量子位元擴展技術與異質運算架構。此外,亦特別舉辦「全球量子夥伴關係」(Global Quantum Partnership:Accelerating Quantum Revolution)高峰論壇,由量子系統推動小組張文豪執行長主持,邀集來自歐洲及亞洲等多國專家,針對全球量子技術合作機制與產業化推動策略進行深度對談,促進多邊夥伴間的經驗交流與策略協同,尤其與會講者陣容堅強,包括美國IBM Quantum副總裁Dr. Jerry M. Chow、日本Fujitsu量子實驗室主管Dr. Shintaro Sato、芬蘭IQM共同創辦人Dr. Juha Vartiainen、法國Quandela執行長Dr. Niccolo Somaschi,以及加拿大D-Wave、美英合作的Quantinuum、日本RIKEN、AIST、新加坡NQO、韓國延世大學與西班牙超級電腦中心(BSC)等專家代表,共同分享量子科技的最新研究進展與應用成果,展現國際量子產學研合作的強大能量。