學術研究發展重點

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。