技術轉型晶片工程

半導體開發的競爭愈演愈烈。

2019年至2022年，製造成本上漲7%，進口價格上漲5.7%。顛覆性技術或許能為企業提供一種方法，以應對影響其底線的不斷增長的需求和物流壓力。

4 項顛覆半導體工程的技術

1. 自修復、變形的軟複合材料

卡內基美隆大學的研究人員創造了“Thubber”，一種將液體彈性體與微觀鎵銦合金液滴結合在一起的新型軟複合材料。它具有高電導性和導熱性，工作溫度範圍為-80°C至200°C，類似於液體矽橡膠。當通電時，Thubber 會產生內部熱量，因此不需要外部熱源。它還可以製成超柔性薄膜，克服導熱油脂或鋁板帶來的挑戰。

“thubber” 的奈米 CT 掃描，顯示了橡膠材料內部的液態金屬微滴。資料來源：卡內基美隆大學

2. 碳奈米管 用帶狀聚合物包裹

杜克大學的研究人員開發了一種利用碳原子微型圓柱體來製造碳基半導體的方法，這種半導體比鋼更堅固，比人類的頭髮更細。這一突破解決了先前此類氣缸無法關閉的限制，從而阻礙了它們的電子應用。研究團隊透過將特殊聚合物包裹金屬奈米管來解決了這個問題，將其從導體轉變為半導體。

3.半導體封裝用玻璃基板

玻璃價格便宜，熱性能優異，且具有與矽類似的物理特性。它會隨著時間的推移保持其形狀，幾乎不會發生扭曲或退化，從而提高電子產品的耐用性和效率。

與目前的有機基板相比，玻璃基板具有更優異的訊號性能，推動了其在先進半導體封裝中的廣泛應用。它們非常適合下一代電子產品中需要密集、高效能互連的新興應用。

4.二維鐵電場效電晶體

晶片製造商正在競相利用人工智慧來製造微晶片，但由於其能源密集的特性而面臨挑戰。採用氧化鉿和硫化錫的二維鐵電場效電晶體的出現，提供了良好的電氣特性。它的運作速度比人類的突觸快得多，而且能耗極低，為奈米級超低功耗、高精度人工神經形態網路鋪平了道路。