清大团队新突破 助半导体产业突破摩尔定律极限
（中央社记者郑鸿达台北24日电）
随着半导体产业循摩尔定律逼近硅材料物理极限，国科会补助清华大学团队研究开发出新
材质，提升操控电子技术，可望推进半导体迈向1奈米等更加前瞻制程，研究成果获选成
为国际知名学术期刊自然奈米科技7月号封面。
清华大学电机系暨光电所副教授刘昌桦、物理系教授郑弘泰、电机系暨电子所特聘教授邱
博文团队，透过国家科学及技术委员会经费补助研究，成功开发出新型凡德瓦尔异质结构
，并于今天举办记者会发表成果。
半导体工业循着摩尔定律发展约半世纪，已逐渐逼近硅材料物理极限，目前业界使用三维
材料制造半导体元件，若要达成更高效能运算，需要使用二维材料制造工艺，但仍需克服
漏电挑战，以延续摩尔定律。
所谓摩尔定律，是指一块芯片上所容纳电晶体数量，随着制程技术提升，每18个月就会翻
倍，效能跟着提升，不过摩尔定律极限是指，电晶体缩小到硅材料物理极限，最终无法突
破最大效能。
为突破摩尔定律极限，晶圆代工龙头厂台积电也投入相关研究。
刘昌桦解释，新型凡德瓦尔异质结构可以克服三维材料的限制，让电子操控技术更精进，
可应用在厚度仅3颗原子的二维材料上，提升半导体制程技术，也就是说，未来若能应用
到产业，可望将半导体制程再往摩尔定律极限推进。
至于这项研究最快何时能应用到产业界，刘昌桦解释，目前还要克服多项挑战，例如二维
半导体要使用磁性材料，得以生长在大面积材料，做元件增列，这部分可能还需要5到10
年时间。
至于研究能否运用到量子电脑或运算？
刘昌桦说，此研究实现了电控量子位元，但还要进一步发展量子讯号传输、侦测技术，若
实现就可达成量子运算。
国科会自然科学及永续研究发展处长罗梦凡说明，半导体产业是台湾核心产业，半导体元
件愈做愈小，现在从3奈米已快做到1奈米以下，原先的元件运作物理机制将不再可行。
罗梦凡解释，借由异质堆叠，用电控产生电子能谷极化操作，可发射自旋极化的电洞到中
间二维材料，这能增加半导体元件的资讯储存、计算能力，对下世代半导体开发具很大应
用潜力。
国科会表示，研究成果已在今年5月正式发表于国际知名学术期刊Nature Nanotechnology
（自然奈米科技）上 ，并获选为期刊7月份封面。
（编辑：潘羿菁）1110824
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