我們每天所居住的生活環境，生活周遭所接觸到的3C 物品，裡面都有半導體晶片在控制，這項科技的發明深深改變了人類生活的腳步。此外，許多新興科技應用也都需要半導體技術的基礎做為後盾，例如近期的科技防疫措施，除了底層的終端裝置、聯網層閘道器以及最上層雲端平台架構，都搭載了許多半導體元件技術（盧佳柔，2018）。臺灣的半導體研發已有30多年歷史，在政府的支持與推動之下，我國已建構了完整的半導體產業生態系，在疫情以及美中科技戰的影響之下，更凸顯臺灣半導體產業鏈的完整與重要性。

全球半導體研發趨勢

　　透過Web of Science資料觀察全球的半導體論文發表趨勢，2010年時全球共發表12,608篇半導體相關論文，至2020年時已成長至18,813篇，其間共累計168,866篇論文。以論文之發表國家來看，2010到2020年間，在半導體領域發表最多篇論文的國家前三名為中國（46,877篇）、美國（32,625篇）及日本（13,744篇），臺灣的論文發表量則在全球128個國家及地區中排名第十名，共發表6,041篇論文。若以人均論文發表篇數來看，臺灣表現則是優於中美日等各大國。在2010-2020年全球近17萬篇半導體相關論文中，占比最多之研究領域為材料科學（62,872篇論文，占比37.23%）及應用物理（60,782篇，占比35.99%）（請參見圖一），顯示近年來半導體領域的研究著重在半導體材料優化以及物理應用。

圖一、2010至2020年，半導體相關論文發表量前十名之領域（資料來源：Web of Science）

前瞻半導體材料研究

　　矽是地殼中含量第二的元素，取得相對容易，且經過長時間的研發，矽材料的基礎研究、設計和技術開發相對成熟。因此，矽已成為半導體產業的主要材料，但矽基元件逐漸面臨其材料極限。為了延續摩爾定律(積體電路上可容納的電晶體數目，約每隔兩年便會增加一倍)、繼續推升電子元件的運算效能，矽基半導體製程技術已逐漸逼近物理極限(台積電刻正開發2奈米製程)，將來若想突破技術瓶頸，不能只著力在製程優化，同時也需要尋求新的替代材料。低維半導體(包含一維與二維半導體材料)即是突破元件持續微縮所面臨的物理極限之重要方案，其新穎物性提供了開發次世代低耗能元件的新契機。為此，我國科技部推動「Å 世代半導體-前瞻半導體及量子技術研發計畫」，希望臺灣能為下一個十年所需的前瞻元件與材料、先進製程檢測技術、量子元件次系統等技術布局，並探索突破現有框架的創新解決方案，俾利維持臺灣半導體產業的優勢地位。 

　　另外，在5G/B5G以及電動車等新興科技發展之下，矽材料將無法滿足其元件性能的需求。碳化矽(SiC)及氮化鎵(GaN)等寬能隙半導體(俗稱第三代半導體)具有更寬的能隙、更高的導熱率與擊穿電場以及電子飽和速率，比起矽材料更適合用於製作高溫、高頻、抗輻射及高功率元件，遂成為次世代高頻與高功率元件之關鍵材料，故美日中等國家皆已挹注大量資源在第三代半導體材料開發（科政中心，2017）。我國經濟部也推動「Å 世代半導體-先端技術與產業鏈自主發展計畫」，用以推動寬能隙半導體的研發以及產業應用，並積極完善相關產業鏈。

COVID-19為臺灣半導體產業帶來的機會

　　隨著科技的發展，半導體元件在高科技產品中扮演的角色日漸重要，然而在疫情的衝擊之下，各國產業鏈近乎停擺，臺灣靠著優異的防疫成果以及完整的半導體產業供應鏈得以在逆勢中成長。疫情雖然使全球資通訊電子供應鏈停擺，但卻也因各國的防疫禁令，例如：限制民眾出門與旅遊限令等規範，使得民眾對於消費性電子需求增加，進一步帶動相關供應鏈需求。 

　　歷經新冠肺炎疫情，遠距工作與教學、居家娛樂等，已成新常態，臺灣IC設計業者在此波疫情下，亦隨著Chromebook、平板電腦、伺服器、電視與電競需求成長而受惠，帶動臺灣半導體業產值成長，去（2020）年總產值達新臺幣3.22兆元，年增20.9% (產業價值鏈資訊平台，2021；科政中心，2021)。整體而言，臺灣半導體業2020年在疫情壟罩下表現亮眼，2021年則是臺灣掌握全球供應鏈重組最好的契機，政府應持續強化資訊及數位產業發展，並結合5G、資料中心、高效能運算（HPC）與人工智慧（AI）等應用，將臺灣打造為下個世代的資訊科技基地。

結語

　　半導體產業被譽為我國的「護國產業」，臺灣擁有厚實的半導體研發能量。在後疫情時代，如何發揮既有優勢並且結合5G、數位轉型、生醫及資安等產業，將是我國發展核心戰略產業的重要關鍵。政府透過前述重大計畫的資源投入，將槓桿國內學界自主研發的前瞻技術，並結合臺灣在前瞻電子元件、半導體、資通訊等產業的優勢，進而培育不同領域的人才，期能積極為下世代前瞻半導體材料及高科技產業展開佈局。

參考資料：

2nm節點後摩爾定律如何繼續？（2019年6月28日）。EET Taiwan。（https://www.eettaiwan.com/20190628nt61-after-2nm-moore-s-law/）
科技部工程司。（2020年9月）。Å 世代半導體-前瞻半導體及量子技術研發計畫（審議編號：110-1901-04-20-04）。
國家實驗研究院科政中心科技產業資訊室。（2021年2月23日）。臺灣IC產值2020年突破3.22兆臺幣 成長20.9%。臺北：國家實驗研究院。
曹世倫。（2020年6月11日）。臺灣半導體產業下一個10年的關鍵發展趨勢。數位時代。
產業價值鏈資訊平台。半導體產業鏈簡介，檢自：https://ic.tpex.org.tw/introduce.php?ic=D000（2021/3/31）。
經濟部技術處、工業局。（2020年9月）。Å 世代半導體 先端技術與產業鏈自主發展計畫（審議編號：110 1401 04 20 01）。
盧佳柔。（2018年10月16日）。半導體基礎做後盾AI加速物聯網應用成形。新通訊元件雜誌。
羅濟威。（2017年9月4日）。我國寬能隙半導體氮化鎵於微波射頻領域投入分析。科技政策觀點。臺北：國家實驗研究院。
顧鴻壽。（2020年9月）。全球半導體相關產業發展趨勢。兩岸經貿。臺北：財團法人海峽交流基金會。