原本在中研院钻研材料领域的李连忠，加入台积电后，便着手研究新材料。 图：陈弘岱/摄
除了极紫外光（EUV）微影、3D封装，台积电还有哪些延续「摩尔定律」的绝招？看一个登上《自然》的材料研发成果，如何替台积电取得三奈米製程的发展优势。
今年1月，三星高调宣布已成功开发三奈米晶片製程，就在三星叫阵的同时，台积电反将一军，直接从材料领域关键环节大步超前。
顶尖学术期刊《自然》（Nature）3月刊物，一篇由台积电与交通大学成员合作发表的文章，揭露「晶圆级单层单晶氮化硼」生产技术，这是台积电技术研究处团队与交通大学特聘教授张文豪的重要研发结晶，不仅领先全球，更能有效提升三奈米以下晶片效能。
这一篇期刊文章刊出后，广受半导体界关注，主要原因在于，全球科学家已面临传统半导体材料的物理瓶颈，突破瓶颈的方法之一，就是利用二维材料解决电子传输干扰问题，这个集结化学、物理、电子三大领域人才研发出来的结果，巧妙地成为台积电在先进製程上的优势。
登上《自然》期刊受瞩 突破半导体材料的物理瓶颈
台积电技术研究处处长李连忠说，这项研究计画是要解决製程微缩后出现的电子干扰难题，能有幸刊登在《自然》上，靠的是团队实验精神，找出过去未曾发现的新理论。
研究的起点，在于2017年底李连忠离开学界，加入台积电主持技术研究部门的那一刻。
「我比较实际，不做太理论的东西。」原本在中研院钻研材料领域的李连忠，加入台积电后，便着手研究新材料。第一步，就是找上有多年交情的张文豪，「他（张文豪）本来是做物理的，他说我让他转变了领域。」
过去，张文豪专注研究光谱分析材料中的电子行为，与李连忠所热中的新材料研发，是两个不同的专业领域。既然两者专业不同，为什幺找上张文豪？
「他（李连忠）那时离开中研院，我就接手他的研究。」张文豪说，当时李连忠也交给他一批化学气相沉积（CVD）设备，这让交通大学开始有了生产二维材料的能力。
正是生产二维材料的能力，让李连忠进入台积电开启相关研究后，回头找上张文豪。「二维材料有一个好处，它是平面的、非常平整。」李连忠说，二维材料的特性能避免上下端其他材料干扰、确保电子传输效率，这对奈米尺度的电晶体效能表现极为重要。
谈起二维材料，一般大众相当陌生，不过，早在2010年就有一个二维材料备受关注，就是获得该年度诺贝尔物理学奖的「石墨烯」。石墨烯强度是钢的两百倍，却和橡胶一样柔韧，导热、导电效率皆高。
【本文由《今周刊》授权转载，详细内容请参阅第1216期】
