隨著生成式AI帶動算力需求的指數型爆發,全球半導體 產業正面臨製程微縮逼近物理極限與能源效率的雙重挑戰。比利時微電子研究中心imec 8月31日在SEMICON 2026期間於台北舉辦ITF Taiwan 2026技術論壇,甫上任的imec執行長 Patrick Vandenameele首度以新身分訪台,並且以「Scaling Innovations to Impact」為題發表演說,直指半導體產業已經無法單靠單一節點的製程微縮來提升效能,未來的競爭核心將全面轉向「系統級協同優化」 (System-level Co-optimization)。
從單點突破到系統級整合:imec揭示三大前瞻技術路徑
為了支撐AI時代的永續發展,imec在論壇中完整展示從底層製程、新世代材料到先進封裝的三大研發突破,強調這些技術必須跨領域協同運作:
• High-NA EUV助攻,創下量子元件製程里程碑:imec今年3月已經將全球最先進的ASML EXE:5200高數值孔徑極紫外光 (High-NA EUV)設備導入其12吋無塵室,不僅用於推進2nm以下邏輯與高密度記憶體製程,更在短短兩個月內,成功打造出全球首款採用High-NA EUV製程的量子點量子位元元件,達成閘極間隙僅6nm的極限規格,為量子運算的規模化與商業化量產奠定基礎。
• 突破矽物理極限,2D材料電晶體邁向12吋晶圓產線:面對傳統矽通道材料的發展瓶頸,imec攜手台積電與ASML,成功在12吋晶圓上實現2D材料電晶體整合技術。新技術不僅首度製作出閘極間距 (CPP)僅50nm的微縮化2D材料nFET (n型場效電晶體)與pFET (p型場效電晶體,由n型場效電晶體堆疊而成),更具備與現行CMOS製程相容特性,宣告2D材料正式跨出實驗室,朝向晶圓廠實際量產邁進。
• 深化3D IC佈局,擴大先進封裝生態系:在異質整合方面,imec旗下的ASIC與矽光子服務部門IC-Link已經正式加入台積電的3DFabric聯盟,加速先進封裝技術的落地。此外,imec更與Sony合作開發出高密度晶背連接模組,透過小於100nm的自對準矽穿孔技術,大幅提升晶背供電與訊號連接的可靠度,為下一代3D晶片疊合技術鋪路。
摩爾定律的續命符,取決於「系統級協同優化」的整合能力
Patrick Vandenameele此次訪台所傳遞的核心為:過去「只要把電晶體做小,效能就會自動提升」的黃金年代已經正式告終。進入埃米 (Angstrom)世代後,單純依賴ASML新一代曝光機器的成本,顯然已經過於高昂。
從imec的佈局可以清楚看到,未來的晶片設計必須同時在「材料」 (2D晶體)、「微影」 (High-NA EUV)與「結構」 (3D先進封裝與晶背供電)三個面向並行發展,這也就是所謂的「系統級協同優化」。
而台灣作為全球半導體製造與先進封裝的重鎮,擁有台積電等龍頭企業的強大供應鏈體系,自然是imec將這些前瞻技術,從實驗室推向商業化量產不可或缺的最強大後盾。在AI算力軍備競賽中,掌握跨技術整合生態系的玩家,才能真正握有下一世代的話語權。
《原文刊登於合作媒體mashdigi,聯合新聞網獲授權轉載。》
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