二維半導體厚度僅 0.6 奈米！台積電傳支援東大，拚 2031 年做出 12 吋晶圓
東京大學研究團隊開發出厚度只有約一個原子的新型半導體材料「BCN」，並成功做出電晶體，成果已登上國際期刊《自然》（Nature）。據日經新聞報導，台積電（2330）已開始支援這項研究，目標在 2031 年前後實現 12 吋晶圓。
矽晶片微縮逼近物理極限，產業急找新材料接棒
半導體產業有一條知名的「摩爾定律」：積體電路的性能大約每兩年翻倍，過去業界靠著把晶片上的電路做得更小、排得更密，讓性能持續提升。不過現在主流的矽半導體在微縮上已經越來越接近物理極限，電路很難再無限縮小，開發能取代矽的新一代半導體材料，已成為全球晶片產業的重要課題。
東大團隊開發新材料 BCN，厚度只有 0.6 奈米
在眾多候選技術中，厚度只有原子等級的二維半導體特別受到關注，東京大學研究團隊開發出由硼、碳、氮組成的新材料「BCN」（硼碳氮），並在直徑 2 吋的銅晶圓上，成功形成厚度約 0.6 奈米的均勻薄膜。
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報導指出，研究團隊用這層薄膜製作電晶體，目前已確認能正常運作，電晶體的表現甚至可與矽半導體匹敵。《自然》期刊刊出的論文顯示，這項研究也有國立台灣大學、國立陽明交通大學與中央研究院等台灣學研機構的研究人員共同參與。
碳原子結塊的老問題解決了！團隊靠「慢慢補碳」長出均勻結晶
過去製造二維半導體時，碳在反應過程中容易聚集成團，導致材料品質下降，這一直是量產的一大障礙。
研究團隊發現，只要在不導電的氮化硼結晶上，以緩慢的速度供應碳，就能讓結晶均勻成長，透過調整原料的化學組成，讓硼、碳、氮原子的供應時機互相配合，解決了以往原子到位時間不一致的問題。
新材料多層堆疊仍超薄！有望大幅拉高晶片密度
BCN 不論疊上幾層，整體厚度都能維持很薄，未來晶片除了在水平方向把電路做得更細，也能在垂直方向往上堆疊，進一步提高電路密度，有機會做出更高性能的半導體。
二維晶片要做出完整的邏輯電路，需要 n 型與 p 型兩種半導體搭配，過去業界一直缺乏高性能的 p 型二維材料，這次 BCN 正好補上這塊缺口。
台積電（2330）出手支援！目標 2031 年做出 12 吋晶圓
根據日經消息，東京大學發表研究成果後，台積電已開始支援這項研究，目標在 2031 年前後實現直徑 12 吋的晶圓，也就是目前先進製程主流使用的晶圓尺寸，若能達成，這項技術就有機會走向產業應用，台積電官方目前尚未針對這項消息回應。
東京大學教授 Vincent Tung 表示，新材料將成為支撐各種技術的新基礎。
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