2025年台灣半導體產業最缺什麼樣的人才？

TSMC 的 RD 部門早在五年前就已研發出2奈米製程，但直到今年才對外公布明年(2025年)可以商業化量產，可見 TSMC 其彈藥準備非常充足！

目前雖然彈藥供應充足，但鑑於南韓政府宣布將重金投資於半導體產業擴廠，再加上英特爾針對 High-NA EUV 的超前部署，TSMC 以及我國政府無疑需要積極應對這一挑戰。從 FinFET 到 GAA(Gate-All-Around) 技術的轉變表明，為了實現更精細的奈米級製程，TSMC 雖然可能也計劃購買 High-NA EUV，但目前似乎更傾向於先完善現有製程並確保盈利以及累積更多IP，隨後再著手未來的技術升級。

極紫外光(Extreme ultraviolet；EUV)，是波長小於13.5奈米的光，可穿透矽。

但光等待 ASML 的新型光刻機設備創新，似乎有些緩不濟急。若台灣想要領先它國好幾年，勢必需要培育研究高能物理（輻射）和 AI 的人才。

為何需要AI人才，在此就不追述。現今哪個行業不需要AI，不用可能就會被淘汰。但其實以前就會將實驗數據進行統計分析和優化，只不過現在是透過更強的 AI。

為什麼說會需要研究高能物理（輻射）的人才，這就要討論到透過極高能紫外光雷射來實現更小奈米級的製程了。

在現代半導體製造業中，微型化和高精度製造是提高積體電路效能的關鍵。而極高能的紫外光雷射（例如：飛秒激光）正是實現這一目標的重要技術之一。

接下來會介紹從極高能紫外光雷射產生強烈輻射，到最終實現更小的奈米級製程的完整流程和細節。

什麼是極高能紫外光雷射？

極高能紫外光雷射，特別是飛秒激光，具有極短的脈衝，可以在10^-15秒的時間內輸出極高的能量。這些雷射脈衝能夠激發材料中的電子，使其從原子中逸出，形成電漿。

步驟1：產生極高能雷射脈衝

首先，極高能的紫外光雷射裝置會產生飛秒級的脈衝。這些脈衝的持續時間極短，但能量非常高，足以激發材料中的電子。這個步驟中，關鍵是控制脈衝的時間和能量，以確保能量集中在一個極小的空間和時間範圍內。

步驟2：激發材料形成電漿並產生強烈的輻射

當極高能的雷射脈衝照射到材料表面時，材料中的電子會被激發，逸出原子結構，形成電漿。電漿是由自由電子和離子組成的高能態物質。在電漿形成過程中，自由電子和離子之間的相互作用會產生強烈的輻射。這種輻射具有極高的能量密度，能夠直接用於局部加熱或移除材料，從而精確地改變材料表面的結構。這使得雷射輻射成為一種極為有效的工具，用於在奈米尺度上雕刻和定義晶圓片上的微小結構。

步驟3：精細雕刻晶圓片

利用飛秒激光產生的強烈輻射，可以對晶圓片表面進行精細雕刻。藉由精確控制雷射脈衝的位置和能量，這些輻射能量足以移除或改變材料的微小部分，從而在晶圓片上創建出奈米級別的結構。這一過程需要高度精密的控制技術，以確保每一個雕刻步驟的精度和一致性，確保晶圓片表面的每一個微小結構都能達到預期的規格。

步驟4：實現奈米級製程

通過飛秒激光精細雕刻技術，可以實現更小的奈米級製程。在半導體製造中，這意味著可以製造出更小的晶體管、更低的電阻和更高的整合度，從而提升積體電路的效能和效率。這對於推動電子設備的微型化和效能提升至關重要。

帶大家看完如何才能實現更小的奈米級製程。身為科研的一份子，說老實話這是台灣的痛點，其實台灣十分欠缺高能物理（輻射、X-Ray）的人才。

雖然目前兩奈米很強，且懂技術的先進也逐漸進入高教機構春風化雨、培育人才。但如果台灣想要站穩腳步，立於不敗之地。勢必需要從現在開始培育這方面的人才。也許經濟部、數發部、國科會、教育部能共同合作，專門組織一個半導體人才公費留學培育計畫，送台灣學子至比利時、英國學習高能物理（輻射、X-Ray）、直線加速器、單光子generator 等…先進技術，而後回國服務。

但其實台灣人力也不夠了，所以就如同經濟部長郭智輝說的，產量想要翻倍（或鞏固目前地位），吾人覺得延伸台灣產業供應鏈聚落到海外，這項政策勢必要好好發展！照目前來看藉由國外便宜的土地人力來實現比較有可能。

可惜台灣的國際地位 唉…，有望國人諒解，勢必需要稍許金錢外交，但我相信隨著透明化的趨勢，這種情形會越來越少。

關於作者

蔡秀吉 (thc1006)；現職為國研院台灣半導體研究中心駐外(布拉格)約聘人員。目前於捷克查理大學附設醫院實習，並於布拉格理工大學訪問研究。喜歡研究開放電信網路(O-RAN)及其相關的技術發展，感興趣的領域有：雲原生、人工智慧、表觀遺傳學、體外循環系統(ECMO)。