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詹益仁
  • 乾坤科技技術長
曾任中央大學電機系教授及系主任,後擔任工研院電子光電所副所長及所長,2013年起投身產業界,曾擔任漢民科技策略長、漢磊科技總經理及漢磊投資控股公司執行長。
摩爾定律的華麗謝幕:EUV微影機
微影機在摩爾定律所主導的半導體產業,一直扮演著決定性的角色。微影機顧名思義就是在矽基板上,能夠雕刻出多細的線寬,而這多細的線寬取決於微影機中所使用光源的波長,以及光學系統的設計。光源的波長越短,所雕出來的線寬就越細。EUV微影機被視為是結束摩爾定律的終極武器,也應該是人類所研發出可用於生產製造最精密、複雜且最昂貴的設備了。
微影機的光源坐落於紫外光,波長介於10~400奈米之間。從早期的光源來自於汞燈的g-line及i-line,一旦製程線寬小於100奈米,所使用的光源就進入了深紫外光(deep UV)。此時準分子雷射(excimer laser)的光源就應運而生了,它是利用惰性氣體與鹵素分子混合,藉由電子束的能量激發,而產生深紫外光的波長,如利用氟化氪(KrF)分子產生248奈米、氬化氪(ArF)的193奈米、以及氟氣(F2)的157奈米波長的光源。深紫外光的光源還可以經由重複曝光的方式,將製程的極限推到7~10奈米的線寬。若要更小的線寬,勢必得尋找更短波長的光源,此時極紫外光(extreme UV,13.5奈米波長)的微影機就在眾家引頸期盼下開發出來。
2020/10/22
商品化氮化鎵功率元件 準備好了沒?
日前在台北舉行的SEMICON會議中,個人受邀以氮化鎵在功率元件的應用為主題發表演講,並且以商品化為主軸來檢視其未來的發展。在此整理該演講的內容及個人的觀點,以饗讀者。
氮化鎵是一個很神奇的半導體,它的應用涵蓋了光電領域,LED、雷射;電子領域,微波/毫米波功率放大器(PA)、高功率元件。在光電領域的應用,如藍光、綠光、紫外光的LED以及藍光雷射都早已商品化,並已建立了相當規模的產業。
2020/10/7
如何用物理公式預測股市?
在紐約的華爾街,充斥著尋找財富機會的人。這群人中有不少人是具有財務金融專業背景,有些投機客,但也有一群科學家,更精確地說是物理學及數學家廁身於此,對他們而言,追求財富與知識是充滿著相同的渴望!
去年在一個場合上,遇到了位40年未謀面的高中同學,他在美國拿了博士學位後,在紐澤西州貝爾實驗室做科學研究工作。千禧年前因緣際會轉業進入了一灣之隔的華爾街,加入雷曼兄弟投資銀行,從事起寫程式、推導財務理論模型、並建立股票交易定價預測的工作。這件事對他一點都不困難,且收入豐厚。可惜好景不常,金融海嘯之後,他就轉行做創投的工作。最近又拜讀了魏瑟羅(James Weatherall)所寫的《華爾街的物理學》,過去在學生時期接觸過各類的物理學,唯獨缺此味,因此興起一窺其堂奧之妙。
2020/9/8
超級電腦的世紀之爭 得天下者必用台積電
最近有3件報導都跟超級電腦有密切的關係,首先是日本的富岳(Fugaku)超級電腦在六月奪得世界第一的榮譽。這是日本在睽違了十多年之後,重獲此殊榮,而這段時間超級電腦一直是美國與中國的天下。
「富岳」是由富士通與日本理化學研究所共同研發,運算能力是每秒41.5億億次浮點運算(0.415 exaFLOPs)。其運算核心處理器為日本自行研發,採用ARM 48核架構,以及台積電7奈米製程及CoWoS尖端封裝技術。整個系統共使用了超過15萬顆處理器,造價達到12億美元;此造價之昂貴實為空前,幾乎是美國在進行中的下一代超級電腦經費的2倍。
2020/8/18
哪有吃燒餅不掉芝麻的?論Micro LED三大挑戰
在個人先前的文章中,曾說過Micro LED是個終極的顯示器,它不需要背光,不需要彩色濾光片,不需要液晶來控制光的輸出,當然也就沒有了偏光片。相較於OLED,Micro LED本身是無機物,在製作及使用過程中,是不需要擔心水及氧氣的侵襲。而LED紅藍綠三原色的光譜又窄,有絕佳的色度及飽和度。最後一個優勢就是省電了,尤其對於攜帶式產品更是重要,因此沒有任何一種顯示器能夠望其項背。
然而大家也都知道Micro LED最大的罩門在於巨量轉移(mass transfer),巨量轉移已被研究超過十年,用盡各種方法,但到底有沒有解,並達到經濟的生產規模?也就是有沒有辦法在吃燒餅的時候,可以不掉芝麻?以下是個人的一些看法。
2020/7/2
由車輛的自動導航到光達
6月1日清晨,國道一號嘉義水上路段,一部使用自動導航的Tesla電動車撞上前方橫倒於車道上的白色貨車,這部貨車是因為先前的前方車輛緊急剎車,閃躲不及而翻覆。如果仔細看現場照片,清晨斜射的陽光正好直射到翻覆貨車白色的頂棚,而又恰恰好反射到Tesla上,甚至有可能將太陽的光點反射到Tesla的攝影鏡頭。
這幾乎就是在2016年5月的佛羅里達,Tesla第一次因為自動導航所導致死亡車禍的翻版,如出一轍的場景是前方的白色貨車以及陽光的反射。所幸台灣的駕駛者機警地踩了剎車,避免了一場110公里車速所造成的悲劇。
2020/6/10
愛因斯坦會如何看待量子運算?
這陣子重讀了愛因斯坦的傳記,從學生時代開始就著迷於愛因斯坦與量子力學哥本哈根學派的論戰。愛因斯坦對於量子糾纏的機率性假說是無法接受的,他說這如同是「鬼魅似的遠距作用(spooky action-at-a-distance)」,雖然這個假說在1980年代獲得證實。因此基於量子糾纏所衍生出來的量子運算及量子通信,如果愛因斯坦仍活在世上,他必定也是無法接受一個由不確定的體系所衍生出來的工具,愛因斯坦以「上帝不會擲骰子」,留給世人一個他對於科學信仰上的堅持。
愛因斯坦認為宇宙萬物間能和諧的運行,其背後一定是有一套優雅、簡潔而且明確的理論在主宰。他在1905所發表的特殊相對論,基本上是將時間與空間結合在一個方程式來處理;而之前的牛頓力學,時間與空間是彼此獨立的。1915年愛因斯坦所發表的廣義相對論,在一個理論架構下,把質量也涵蓋進來,因此物理上三個基本量,質量、長度(空間)、時間,全被整合在廣義相對論的理論架構下。他的晚年更致力於統一場理論,意圖將電磁作用力與重力整合在一個理論的架構下,愛因斯坦在臨終的前一天還孜孜於統一場理論,這件偉大的理論至今都無人能完成。
2020/6/2
資料中心與雲端運算的奇幻世界
每回在台積電的法說會上,使用其最先進製程的用戶中,通常有兩個族群,一個是我們所習知的智慧型手機族群,另一個就是我們不太熟悉的高效能運算(HPC)族群了。
最近因為新冠病毒全球的蔓延,在美國緊急成立了COVID-19 (新冠肺炎) HPC聯盟,希望連結各單位超級運算的功能及資料庫,能找出有效的治療藥物。可看出此族群的重要角色。
2020/4/29
第三代半導體的展望與迷思
近年來第三代半導體SiC 及GaN,也就是所謂的寬能隙(wide bandgap)半導體,一直受到業界及大眾媒體的矚目,其最大的應用在於功率半導體元件。功率半導體在半導體的產業,過去一直是扮演配角的角色,然而由於節能減碳的要求,各項新興節能產業如電動車、太陽能發電、直流電網、充電樁等,都需要高轉換效率的功率半導體。
此外在高效能IC運算,如伺服器、AI/GPU加速卡等系統,所使用的電壓越來越低,所需的電流卻越來越大,在在都強化了第三代半導體在半導體領域的能見度。但是SiC 及GaN 就足以超越過去Si功率元件所無法達到的特性了嗎?
2020/4/8
哲人日已遠,典型在夙昔—懷念永遠的胡老師
月前吳淑敏女士發表了紀念胡定華老師的新書《創新行傳》,內容詳細了敘述胡老師對於台灣的半導體產業以及創投產業的貢獻。個人是在2003年加入工研院電子所後,才逐漸地跟胡老師熟識起來,這其中多次親炙於胡老師對於後進的提攜,並領受於他的風範甚至於幽默,胡老師不僅於是位業界創新的長者,更是位人生的導師。
各位也許耳熟能詳於台灣半導體起源於,由潘文淵博士領頭國外專家團的建議及規劃,以及一群當時不到三十歲年輕人到RCA取經,將先進CMOS製程技術及工廠的生產管理知識引進並落實於台灣。但是整個積體電路計畫若沒有胡老師的運籌帷幄,IC示範工廠的新建、出國人員的招募及培訓、IC設計及產品的開發銷售,乃至於後續衍生的半導體公司,在在都是無法順利執行並展現出成果,乃至於成就了當今台灣半導體在全球的地位。所以那是個風起雲湧、英雄輩出的時代,而時代的焦點人物就是胡老師。
2020/3/27