研究與發展之間的距離

12月初的半導體界年度盛會國際電子元件會議(IEEE IEDM)有兩篇重要的記憶體論文：海力士及東芝發表了4Gb磁性隨機存取記憶體(MRAM)，用的是90奈米(nm)的製程，由於其使用3D電晶體，每位元面積大幅縮小；另一方面，三星則發表了其8Mb嵌入式MRAM，用的是28奈米的邏輯製程，是較為成熟的商業量產製程。三星這樣一家以記憶體為主的公司發表新嵌入式記憶體產品，當然是志在邏輯代工業務。事實上，嵌入式MRAM已成為了未來半導體代工業務的競爭主軸之一。

MRAM是新興起的學門自旋電子學(Spintronics)的重要應用之一。自旋電子學使用了電荷以外的特性－自旋－來操控電子元件，整齊排列的自旋就是磁性。以自旋電子學為例，我們看到了現代基礎科學研究與商業技術發展關係的改變。過去動輒以半世紀為單位的轉換時程，現在壓縮為數年。巨磁阻(GMR)的科學現象於1988年發現，1996年已應用於硬碟的讀寫頭，使得磁碟的密度得以大幅躍升。同樣的，室溫的穿隧磁阻(TMR)90年代初才發現，2005年已用來替代GMR，成為硬碟的新讀寫頭，更進一步提升磁碟的密度，現在更用於半導體，成為MRAM的儲存元件。

自旋電子學這詞出現不過是20個年頭，但現在自旋電子學元件已無所不在，在電腦的硬碟讀寫頭、在手機及汽車的GPS、在汽車及物聯網的磁阻感測器等。

在過去，研究與發展之間的距離遙遠，國家和企業對於技術的投資多集中於近程的發展；對於較遠程的研究，由於與商業量產的關係薄弱且方向發散，大多採多樣、少量的分散策略，主要目的只是風險規避。現在研究與發展之間的距離急遽縮短，研究與開發之間連結的能見度大幅提高，國家和企業對於研究與發展的策略已到了需重新思考的時刻。改變研究與發展的資源分配比例，適度的投入幾個特定方向的基礎科學研發看來是未來產業競爭中較好的研發模式。從IEDM這兩篇重量級論文來看，韓、日已然展示了他們新研發策略下的初步成果！