學術研究

半導體產業在全球科技發展扮演關鍵角色,不論是現今我們所使用的各種電子元件及感測器,或是人手一台的智慧型手機、平板以及電腦,都是藉由半導體產業讓我們生活更進步的鐵證。除此之外,5G行動通訊、智慧機器人、人工智慧運算及深度學習技術,也都是未來以半導體晶片為基礎所發展出來的智能革命。國際半導體產業學院定位為產業導向之國際化學院,致力於半導體科技的創新與應用,研究著重於「半導體材料」、「固態電子元件」、「高階系統封裝」、「積體電路設計」及「異質系統整合封裝」等半導體領域,並加強專利取得,發展屬於台灣的下一世代半導體技術,且培育專業高階人才引領台灣半導體產業,更鞏固台灣半導體產業於國際上之影響力,並引導台灣在新興科技產業建立關鍵地位。

交大國際半導體產業學院將針對半導體產業即將面臨之三大挑戰:莫爾定律的持續延伸(More Moore)、後莫爾定律的異質整合(More than Moore)及超越CMOS的下世代元件(Beyond CMOS)規劃兩個研究領域,分別為「固態電子元件及材料領域」,探索摩爾定律之極限、研發下世代固態元件及半導體材料分析等;「晶片設計與微系統整合領域」,探索奈米電路設計技術、研發高性能系統晶片/系統封裝(SoC/SiP)整合技術,以因應半導體產業下一世代之發展趨勢。

半導體材料及固態電子元件領域

固態電子元件為所有半導體產業最上游的的基礎技術,其不斷地突破與創新無疑地是整個電子產業的推手。國內半導體產業產值龐大,不但是國內的龍頭產業亦是國際間的領導者,為確保未來世界級的競爭力,最根本的工作是優秀人才的培育。半導體製程包含相當多的步驟,像是晶片氧化層成長、微影技術、蝕刻、清洗、雜質擴散、離子植入極薄膜沈積等專業技術,完成整個積體電路實現的製程需要多達三百多個步驟。依循著過去四十多年來主宰龐大半導體產業發展的摩爾定律,最尖端的元件技術已推進至10奈米以下,是不折不扣的奈米科技,但許多根本的物理限制、量子效應、介面特性、製程變異性等,卻使未來元件的微縮與性能的提升遭遇到很大的挑戰。本領域的教育目標在養成未來前瞻固態電子元件工程師,透過多樣的專業課程,使學生成為在元件設計、可靠度分析、量子物理、材料科學與奈米製程技術上具備良好專業知識的整合人才,並透過堅強的專題研究群,引導學生投入前瞻固態電子元件領域,訓練嚴謹的研究能力與創新思維。

半導體晶片設計與微系統整合領域

因應5G行動通訊、物聯網、智慧機器人、人工智慧運算及深度學習技術、生醫電子等應用,半導體系統應用逐漸朝單晶片系統整合(SoC)及異質系統整合封裝(SiP)的方向發展。以人工智慧運算加速為例,將邏輯元件和記憶元件整合成更快速的特殊硬體計算單元,支持人工智慧及深度學習演算法所需的高效能即時運算,也發展出極為省電的晶片模組,為建立物聯網和自動化世界奠定良好的基礎。以生醫晶片為例,就包括了其中的系統設計、生物與電子元件系統的整合、晶片的製作、關鍵技術的發展、整合設計平台之研發。未來對於輕薄短小、省電及高效能運算的需求只會不斷擴大,面對這樣的產業趨勢,半導體科技在整合應用上必須跑得更快,才能將我們推向更便利更永續的未來。本研究群主要針對以上系統專注在「元件層次電路設計研究」及「系統層次電路架構開發」。元件層次的電路設計是以電路技術充分發揮電子元件的特性,以實現出高性能的積體電路;系統層次電路架構設計將針對系統應用及製程封裝技術,開發關鍵電路矽智財及進行系統效能分析,以實現系統晶片及異質系統整合。本領域的教育目標在培植熟悉不同領域的人才,在進行異質整合的創新上,能夠發展出一個可靠而有效率的研發平台。
交通大學為我國頂尖的研究型大學,培養無數優秀高科技高階人才,締造國家尖端科技產業,對社會有卓著的貢獻。交大在強化人才培育、提升教研能量、發揮國際學術競爭力之發展方向,以台灣及交通大學利基點半導體領域為主軸,以國際半導體產業學院為樞紐,結合本校電機學院、工學院、理學院及產業界力量,建立「全球半導體產業全方位人才培育平台」,培養國際半導體高階創新人才。藉由半導體領域跨國研究中心鏈結國際學研機構,包含「氮化鎵高頻功率放大器研究中心」「智慧半導體奈米系統技術研究中心」,以美國、日本、比利時等國為主要目標,如美國UC Berkley、UCLA、日本東京工業大學、比利時魯汶大學,建立雙邊合作研究、雙聯學位及半導體特色國際講座課程,透過半導體領域研究主題,將可與國外一流機構進行密集且長遠性的合作,對於交大在培養學生的國際化以及深耕教授們的學術研究將具有重大之助益。


國際知名大學雙邊合作研究

選送優秀碩博士生蹲點移地研究,培養國際觀,增進專業識能,提升研究能力。雙聯學位方面,將以日本東京工業大學、日本東北大學、比利時魯汶大學、IMEC及美國UCLA等校為主,進行全球人才佈局。

半導體特色國際講座課程

邀請半導體領域國外知名產業界與學術界之學者專家以講座方式授課,並於課餘額外安排時間專家與學生座談互動,期望這些知名專家能藉此交流之機會傳承寶貴經驗,以符合本校培養具國際觀之頂尖技術人才的宗旨。本校國際半導體產業學院以全英文教學增進學生邁向國際化,且與國際知名大學及研究團隊合作,並延攬各國人才至本校開設課程以及短期研究合作,用以國際化在地學生,拓展學生的國際視野。每學年皆開設「半導體元件及應用特論」,邀請多位日本東京工業大學教授來台授課,並於課餘時間與學生討論更多研究面上的問題。並邀請Prof. Yoriti Ota、Prof. Krishna Pande、Prof. Daisuke Ueda等多位國外專家學者,開設為期半年至一年之半導體領域相關課程。

國際知名學者駐點指導

除了半導體特色國際講座課程,本校每年皆邀請多位國際級知名學者來台訪問及駐點研究,並擔任本校年輕教授Mentor,如:胡正明院士(UC Berkeley)、孔祥重院士(Harvard University)、杜經寧院士(UCLA)、曹子晴教授(UCLA)、Prof. Jason Woo(UCLA)、Prof. Hiroshi Iwai(TIT)、Prof. James Hwang(Lehigh University)、Joachim Wüerfl(FBH)等,讓學生在交通大學就讀,即能享受向各國知名專家學者吸收學術上知識的機會,甚至能與其討論、探索實驗研究面等種種問題,更進一步地提升交大半導體領域在國際上的知名度與研究水平。

半導體領域國際研討會

以研討會、互相訪問來促進教授與研究生國際交流之合作,每年皆舉辦五場以上國際研討會,不僅僅是讓在地學生看見半導體領域於國際間的趨勢,亦讓本校教師與各國學者有更進一步的合作機會,使得學院師生成為更具競爭力的國際移動人才。

國際級半導體產業合作

不僅邀請世界一流的學術專家,國際半導體產業學院與台積電、聯發科、台達電、漢威光電、朋程科技、光環科技、典琦科技等多家國際級公司建立密切合作,邀請產業界博士及研發人員加入教師團隊指導研究生,提供學生與業界頂端老師學習的機會,如近期聘任台積電副總孫元成博士為國際半導體產業學院之講座教授,給予學生更多業界的經驗與分享。另外,透過院內教師與企業之產學合作計畫,以及教育部產業合作培育博士及研發人才計畫,除了邀請企業投入人力與設備資源,共同進行半導體專題研究,亦投入獎學金資源給予優秀之學生。本校亦與半導體領域之各大企業合作舉辦企業說明會,提供學生更多業界實習以及未來工作的機會。