突破材料限制开启建构晶片新局面。在国科会自然司、尖端晶体材料开发及制作计画与A世代前瞻半导体专案计画，以及教育部特色领域研究中心计划的大力支持下，由中兴大学与成功大学共组的研究团队，成功研发出全球首见的「悬浮式铁电膜整合二维电晶体」技术成果，今年6月底正式发表於国际权威期刊《Nature Electronics》，展现台湾在半导体关键材料与元件整合领域的世界级实力，此举为AI晶片、记忆体整合与3D封装设计开启全新想像。

兴大与成大合作突破材料瓶颈，携手打造全球首创悬浮式铁电二维电晶体。图二为悬浮式铁电二维电晶体的样式。

这项技术的核心创新，在於首次将铁电材料 Hf?.?Zr?.?O?（简称 HZO）制成厚度低於20奈米、可自由转印的悬浮式薄膜，并成功且稳定地整合至二维半导体 MoS? 上，作为电晶体的高介电闸极绝缘层。这种结构有效克服了传统制程中常见的界面损伤问题，并展现出超过十亿倍的开关比，以及仅53 mV/dec 的超低次临界摆幅，在功耗与效能两方面皆大幅优於现行主流技术。

传统上，半导体业界多仰赖原子层沉积（ALD）或化学气相沉积（CVD）方式制作介电层，然而这些方法难以在不破坏二维材料的情况下形成高品质铁电或高介电结构，且通常需要复杂後处理程序，限制了电晶体在效能与制程灵活性上的发挥。相较之下，本研究采用的悬浮式HZO薄膜技术，拥有高转印自由度与界面亲和性，让制程设计更具弹性，并为二维材料元件未来的实际应用提供可靠基础。

本研究通讯作者之一、中兴大学林哲仪博士指出，这项技术本质上是「将铁电材料解放出来」，从只能固定在矽基板的限制中释放，转变为如贴纸般可黏贴於任何想要的位置上的全新材料型态。他与硕士生郭尚甫、蔡弦祺共同完成电晶体元件设计与验证，以期让电晶体设计更灵活、功耗更低。

在新颖材料开发端，成功大学杨展其教授团队与学生刘佑承、陈柏材掌握了悬浮式HZO薄膜的大面积制程与高品质转印技术。杨展其授表示，团队成功将铁电材料从「只能被动附着」的状态，转化为可「主动整合」的灵活介面，这样的制程弹性将在未来的记忆体、逻辑电路与 AI 晶片架构中扮演关键角色。

在电晶体实作与系统验证方面，中兴大学林彦甫教授团队则从材料导入一路推进至实际元件，实作出通道长度仅13奈米的电晶体，并完成包括反相器、逻辑闸及1-bit加法器等基本逻辑元件的开发。他指出，这些成果证明悬浮式HZO膜不只是新材料，而是一个可以扩充、模组化并进一步量产化的完整平台。

随着脉冲雷射沉积（PLD）设备的大尺寸扩展，这项悬浮式 HZO 膜技术未来有??导入至8寸乃至12寸晶圆制程，进一步与现行半导体量产流程接轨。这不仅使台湾在晶片材料与制造技术上取得自主突破，也有??成为全球3D IC封装与AI应用元件的创新枢纽。未来有??导入8 寸乃至 12 寸晶圆制程，与现有半导体量产流程接轨，为台湾建立自主且前瞻的晶片制造技术枢纽。

对一般民众而言，这项创新代表未来晶片将变得更小、更聪明且更省电，将能带动智慧型手机续航力提升、穿戴装置更耐用、智慧医疗设备更即时，甚至推动车用晶片与感测设备的节能转型。随着这项关键技术逐步接近实用化阶段，一个更智慧、更永续的科技生活正悄然成形。