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逢甲週報201-300期

國科會推動台灣前瞻計畫 金重勳教授「奈米侷限相變」獲選

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發刊日期:2008.04.24

【材料系訊】國科會為推動「革命性」新技術與新服務的研發,以創造台灣經濟下一波跳躍式發展的原動力,2007年9月公告推動 「台灣前瞻」(Taiwan Foresight)計畫,邀請中研院王佑曾院士(也是美國科學院院士、前白宮科技顧問)主持,一時引起各校重視而紛紛提案。經積極遴選後,共有8項計畫獲得支持 ,2007年12月1日開始執行。本校以「奈米侷限相變--新式非揮發性記憶體新猷-ERAM」獲選,是私校中唯一獲得支持者,由講座教授金重勳教授主持、材料系陳士堃教授、NDL(國家奈米原件實驗室)謝健博士共同主持。總經 費七百多萬元(其他獲選計畫:中研院一件、台大兩件、清大四件)。
  本校的計畫是運用金教授前年底發現的奈米侷限相變的新技術,開發全新而還不存在的所謂ERAM,它屬於快速、非揮發性的新提案構想。研究目的在於希望打敗已經研發多年的FeRAM、MRAM、PRAM、RRAM等現有提案,而且同時兼具DRAM (隨機動態存取記憶體,揮發性但極快速)與Flash RAM(快閃記憶體,非揮發性且大容量)兩種主要記憶體的功能,這在記憶體界是革命性的目標。
  記憶體是IC產業的主力產品之一,佔台灣IC產值約70%。兩年後(2010年)的世界記憶體市場推估為2200億美金(約六兆新台幣,其中DRAM佔1500億美元、非揮發性記憶體700億美元)。因此,世界主要IC生產廠商莫不傾全力投入新式記憶體的研發(台灣IC產業以代工為主,除極少數外,尚未投入相關研究)。去年DRAM價格慘跌(三個月內跌了85%)使得我國IC業陷入「艱困產業」行列,新式記憶體研發與產製對我國而言已經刻不容緩。本計畫的目標在於發展出ERAM,以同時取代DRAM與Flash RAM兩者,為台灣IC產業爭取世界市場2200億美金的一定比率。目前初步成果記錄速度奈秒,比Flash RAM的數微秒,快約一百倍;寫擦次數大於一千萬次;經熱力學推斷其操作溫度178°C時可達十年,如鎖定120°C及以下,則可達32萬年以上(發展中之其他記憶體,十年期的操作溫度都在100°C以下,快閃記憶體在室溫下只能穩定一至兩年,其儲存之電荷便會消散)。本研究目前的問題點有兩個:其一在於操作電流仍過高,如要達實用化,操作電流至少要能下降十倍以上;另一問題在於45奈米、32奈米、22奈米之製程能否達成,以及達成後操作性能是否不變等(快閃記憶體在32奈米及以下將無法工作)。這些問題的挑戰性非常高,也非一兩年就能達成。但如果能夠成功,對台灣IC產業的影響將非常巨大,金教授的研究團隊正日以繼夜的奮力開發之中。