2023.08.31 05:58 臺北時間

【能源聖杯解密2】超導體、半導體擦出新火花 他說夢幻記憶體有機會問世

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台灣大學物理學系教授王立民認為,超導體與半導體雖兩者不相干,但未來兩者相加,超導體有機會能成為幫半導體加分的材料。
台灣大學物理學系教授王立民認為,超導體與半導體雖兩者不相干,但未來兩者相加,超導體有機會能成為幫半導體加分的材料。
超導體的魅力無窮,難免讓人聯想到與它一字之差的半導體產業是否受到衝擊?甚至連帶散熱產業都可能有失業疑慮? 對此專家表示,超導體與半導體是兩個完全不一樣的東西,即便如此,兩者相加還有可能擦出新火花。至於散熱的衝擊,該領域業者則認為,目前影響不大。

超導體小辭典

超導體(Superconductor)為一種特殊材料,能讓「電阻為零」,且呈現「完全抗磁性」現象。而要驅動這2個能力,需要在攝氏零度以下的環境進行,故在設計上必須配備一套冷卻系統,因而大幅墊高設計成本、限制應用的多元性,因此各界加足馬力研發常溫超導體的技術。

「超導體、半導體是兩者不相干的東西,但過去曾嘗試將半導體的線路全部換成超導體,取代電路板上的銅線,能有效降低晶片運行的熱能和功耗,成為半導體加分的材料」,台灣大學物理學系教授王立民向本刊直言。
休士頓大學物理系德州超導中心教授朱經武進一步說明,半導體越做越小,在一個小體積裡面需要放多個電晶體,用於電晶體傳輸的銅線,在傳輸過程中會產生許多熱能,因此當時嘗試用超導體來取代銅線傳輸,然而因當時超導材料含氧在其中,用在半導體電路板上,容易氧化生鏽,加上還需搭配冷卻機制,因而失敗告終。
即便如此,超導體用在感測器上其實也有跡可循。王立民說到,台大物理系正在研究超導量子干涉元件(squid,又稱超導魷魚),這是一種對磁場最靈敏的感測元件,現在已經用在醫療產業上,能感測出腦磁場影像,將腦部的思考、學習、心理層面的變化,反映在這儀器上。而Squid元件就要長在晶片上面,需要用上類似於半導體製程的電路設計。
雖說現在超導體與半導體兩者相乘應用不多,但本身也是材料博士出身的台亞總經理衣冠君,以他個人觀察向本刊提出新的想像。他推測,未來超導體與半導體之間的加成,可能應用於記憶體,也就是被稱為夢幻記憶體的,磁性隨機存取記憶體(MRAM)。
衣冠君補充,超導體在半導體的關鍵應該就是他的切換速度,用於MRAM之中,以磁性導向,如上、下、左、右的轉換作為0和1資料的切換,這種設計模式,將是兩種產業相互可以發揮的空間。
而另一方面,受到韓國LK-99論文衝擊,導致散熱產業大大走下坡,雖說因實驗失敗,讓市值有些回升,但根據事件,散熱模組起家的雙鴻也給出一個說法。
雙鴻發言人陳玉玲告訴本刊,由於超導體具零電阻特性,不會出現因電流通過產生的熱耗,大大解決在生成式AI引發高速資料運算的散熱問題;但若超導體的材料含鉛銅,光鉛有毒,就不符合目前國際環保要求,製程的第一關可能就先卡住。換言之,就目前而言散熱產業的衝擊應該還不用太擔心。
更新時間|2023.09.12 20:47 臺北時間
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