2022年全球半導體市場是5,751億美元，這個數字僅包括IC設計與IDM兩種類型的業者，但如果涵蓋晶圓代工、封測、設備、材料、EDA/IP在內的周邊生態系，整個半導體產業的總產值，其實接近1兆美元。從市場面看台灣，台灣的影響力只有8%，但如果涵蓋半導體市場與整個供應鏈，台灣的比重超過17%，而且在先進的晶片製程上領先全球，這才是大家所熟悉，產業實力僅次於美國的半導體王國「台灣」。2022年整個台灣半導體業的產值是1,748億美元，這個數據來自台灣上市櫃的半導體公司產值，並不包括外資企業在台灣的營收。如果包括美光（Micron）、ASML、應用材料（Applied Materials）或EDA等周邊公司的營收，台灣半導體產業的影響力比大家理解的還要更高。台灣半導體的主力產業中，晶圓代工的產值是909億美元，佔台灣半導體產業產值的52%；封測貢獻226億美元（13%），而IC設計業的產值是398億美元，是整個半導體業產值的22.8%。台灣的優勢在於相互支援的產業生態系，小國寡民的台灣，反倒因為「小」而成為產業效率最高的國家。此外，IC設計業在台灣總體GDP中所佔的比重是2.4%，雖不如半導體製造業的6.8%，但仍高於電子產品量產製造業的2%。鴻海、廣達、和碩、仁寶、緯創為主的電子產品量產製造業，以生產NB、手機、伺服器、工控設備為主，更創造了龐大的零件需求。以上三者加總，整個電子業對台灣GDP的貢獻率高達11.2%。在經濟成長動能上，台灣電子業貢獻居功厥偉，而半導體出口值更對台灣總出口的貢獻率將近40%，貿易盈餘接近1,000億美元，台灣堪稱電子王國，電子業中的半導體業更是台灣產業經濟的中流砥柱。GDP是附加價值的概念，所以必須以IC設計業的附加價值率推算IC設計業對整個產業的貢獻值。台灣IC設計業不到6.2萬名的從業人員，工程師則是5.2萬人，這些人貢獻了GDP約2.4%，與其他國家相比，這個比例絕無僅有，而小國寡民的台灣，成功故事也激勵了全球很多中小型的國家，參與角逐半導體產業的企圖心。聯發科董事長蔡明介說，台灣IC設計業的人均產值將近新台幣2,000萬元，相較於其他產業，單靠腦力的IC設計業無疑是其中的翹楚。以研發比重而言，晶圓代工業研發經費佔營收比重是7%，晶圓製造業是14%，但IC設計業高達28%。這是個高度仰賴優質人力的產業，在少子化、老齡化的大趨勢下也面對極大的挑戰。參與IC設計產業白皮書規劃的奇景光電執行長吳炳昌、群聯執行長潘健成一致表示，IC設計業最關鍵的挑戰是科技人才不足、缺乏總體的戰略目標，以及在專長領域如何面對中國業者的挑戰。 

DIGITIMES接受台灣半導體產業協會（TSIA）的委託，以IC設計業為核心，加上亞洲供應鏈的觀點，論述我們所看到的全球半導體市場與產業現況，並針對產業的發展提供戰略上的看法。話說天下大勢（1）：全球半導體市場的結構分析2022年全球半導體產品市場規模為5,751億美元，市場規模的數據來自擁有自家產品的半導體設計（Fabless）與系統整合元件製造廠（IDM）兩種類型的公司，從自有產品的角度看，在世界舞台上，美國、韓國是主要的角逐者，其餘依序是歐洲、台灣、日本的業者。美國的IC設計業者中，高通（Qualcomm）、博通（Broadcom）、NVIDIA與超微（AMD）不僅佔有全球前四大IC設計業者的地位，年營收也都超過230億美元，光是美國IC設計業1,355億美元的營收，就佔了全球半導體市場的24%。除了IC設計業之外，英特爾（Intel）、德州儀器（TI）這些頂尖的IDM大廠，也都在全球市場上舉足輕重，佔有26%的比重。我們可以很清楚的理解，美國在全球半導體市場上，佔有半壁江山，喊水會結凍，更是真正訂定規格，掌握半導體走勢的領導大國。除了美國之外，市佔率比例最高的是以記憶體為主力的韓國廠商，包括三星電子（Samsung Electronics）與SK Hynix在內的兩大廠，佔有全球記憶體市場的2/3，因此以1,008億美元的市場貢獻值，成為全球第二大的半導體供應大國。但名列全球第二的韓國，高度仰賴三星與SK Hynix兩家記憶體大廠，與台灣的產業結構大不相同。名列第3~6的分別是歐洲（加總）、台灣、日本與中國。也許您會好奇，為何聲名遠播的台灣明明是半導體大國，為何在市場上的佔有率不如既有的印象。關鍵在於台積電、聯電、日月光這些業者，都是「製造服務」的業者，並無自己的產品，因此不在市場佔有率排名之列。台灣除了營收398億美元的IC設計之外，還有營收81億美元的整合元件製造廠，這些廠商包括旺宏、華邦、南亞，因此2022年台灣的半導體產品，以479億美元的營收，貢獻全球8%的比重，略高於日本的466億美元，但也略低於歐洲的506億美元。歐盟國家雖有506億美元，但恩智浦（NXP）、意法（STM）與英飛凌（Infineon）幾家廠商來自歐洲不同的國家。至於後進的中國，正以365億美元緊跟於後，在美中貿易大戰的緊張氛圍中，中國正積極發展本土的IC設計業，因此後勢看漲，也最可能威脅台日韓廠商。全球半導體產業真正形成產業的時間，應該從1970年代初期英特爾推出4004微處理器算起，一開始美國產品風靡全球，但日本在1976年後，由日本通產省主導的積體電路發展計畫超越了美國，甚至迫使英特爾放棄記憶體的發展。但受挫的美國以「廣場協議」制衡日本，也提供了台灣與韓國在半導體產業，分別以晶圓代工＋IC設計業、記憶體搶到一席之地的發展契機，這是今日全球半導體業的大格局，由美日韓台四強主導的源頭。誰會是第五個崛起的大國呢？大家看好中國，那麼印度呢？現在已經有5.6萬名IC設計工程師的印度，擁有全球最龐大、最年輕的族群，加上許多的軟體工程師與印度裔的產業領袖，沒有人敢輕忽印度的潛力。我們可以從產業大勢，詳細對比幾個重要國家的成長潛力，如果我們同意未來是「應用驅動」的時代，那麼在元宇宙、ChatGPT的大潮中，印度就不該是會被忽視的族群。

很多企業面對數位轉型時充滿焦慮，因為對手正以各種不同的面貌出現在市場上，打敗自己的可能是生態系的改變。我們已經可以看到「報社」關門時機不遠，不僅僅是網路巨擘搶食廣告商機，更可怕的是，報社的競爭對手還是UberEats，因為送報生都去送FoodPanda了！明明是科技人組成的人工智慧公司，但卻裝扮成線上雜貨店，而DIGITIMES明明是專業資訊服務公司，假裝成報社，這樣也活了25年。傳統的報社只是將報紙送到客戶手上，用讀者的閱讀量換取廣告收入。1998年DIGITIMES創業時，以「電子時報」的樣貌面對市場，但25年後，「電子時報」的營業額只佔DIGITIMES不到3%。DIGITIMES的經營規模不如另外兩家財經日報，但營收與獲利品質則有另外不同的面向，談輸贏並無意義，因為我們是用不同經營模式的事業體。蛻變中的企業經營型態，正在改變我們對企業的認知。已經有不少前輩指出，未來的企業都是人工智慧企業。李開復稱，在ChatGPT大潮下，10個未來風險最高的職業，有媒體記者與產業分析師，而這兩種類別的員工，佔了DIGITIMES約一半的名額。但我堅信李開復的論點，是以中國、美國或者世界的大趨勢做為論述的基礎，台灣與眾不同，可以根據產業的特點找到善用人工智慧的方法與工具，我預期這些改變將為DIGITIMES帶來龐大的商機。我開始想像，如何善用ChatGPT幫企業建立戰情室，也開始籌劃將台灣產業資訊國際化的布局。台灣與眾不同，您也與眾不同，因為與眾不同，就可以在細微的差異中，以數位工具創造更大的經營價值。建議企業可以從商業模式與營運模式兩大區塊中，找到數位創新與經營聚焦的方法，對我而言，因為與眾不同，我從未有知識焦慮的壓力，反倒可以遊刃有餘的面對新的情境。限制DIGITIMES發展的，是自己的能力與面對問題的企圖心而已！企業或業務人員可以善用自己的優勢、特長，在關鍵領域提供專業的服務給客戶，完全數位化的公司擁有更多的選項。以前是「將本求利」，車商把汽車生產成本，加上利潤後銷售給客戶，藉以創造價值；但現在是透過批次、加值、延伸的服務創造價值。換句話說，DIGITIMES可以從顧客的使用經驗中，為顧客創造價值，也可以從顧客的參與，共同創造新的價值。DIGITIMES擁有可能是台灣最龐大科技閱讀族群，每天報名參加研討會的人數將近700人，而論述的主題可以從低軌衛星、第三類半導體、伺服器＋資料中心，到電源管理IC與印度東協議題。專業、專注的讀者群，讓我們有深化價值的機會，台灣與眾不同，為何要東施效鼙呢？我多次在大肚山產創協會、中菁會、逢甲大學講課，深刻體會到中部企業「大旱望雲霓」的心情，而我也看到更多北部的企業開始將事業的布局涵蓋本土的企業，這些需求更應透過各種產業合作平台相互激盪。2023年要面對通膨、市場需求緊縮，絕對是面對經營挑戰的一年，但也可能是台灣先蹲後跳的一年，我們預告，找對方向的話，未來十年將是台灣的黃金十年，信不信由您！

從台中到台北出差、工作，大家覺得天經地義，但台北人到台中出差的頻率，卻跟出國出差差不多，關鍵在於過去工業時代的知識、資訊需求，都是「由上而下」的線性關係。對台北人而言，到台中、台南、高雄都是不得以而為之，而中南部的經濟活動，甚至文化饗宴都儘量與台北掛勾，以爭取最佳的商機。數位創新與無限連結數位轉型的核心概念是將所有的資產數據化，透過不同數位模組的連結與虛實整合，將所有的數據資產無限延伸，相互激盪，以創造最佳的效益。所有商業模式的策略目標都是將價值極大化，經營者嘗試差異化的深度經營，並可以透過數據資產的無限連結建立競爭者的進入障礙。毫無疑問，數位轉型是台北「天龍人」必須正眼看待中南部商機的另一關鍵變化，但這也是中部企業最大的挑戰。人類可以做到人工智慧做得到的任何事，但卻無法達到人工智慧可以做得到的經濟規模。其次，將所有的資料數據化，就可以「模組化」各種資訊需求，這是管理者最大的挑戰與機會，公司型態的發展正在改變，而少子化的環境下，這些工作的重要性已經毋庸置疑。過去我們認為規模擴大、多元化，必然對製造商帶來管理的難度，同時也會增加製造的成本，但事實並非如此，能夠善用數位資產與數位科技的公司，反倒能跳脫傳統的經營架構，並取得「指數型」的領先優勢。經營聚焦，也要深化價值過去台灣的產業都是出口導向，中部地區擅長的精密機械、車用產品，多數瞄準海外市場，也都成果豐碩，甚至很多企業以「隱形冠軍」自豪。名列隱形冠軍的企業，不少是延續幾十年的家族企業，隱形冠軍CEO年資超過20年以上的比比皆是。由於過去的成功經驗，就算面對數位轉型的挑戰，還是認為可以用過去的方式繼續持盈保泰。但時代的工具、大環境都已經有顯著的變化，如果再以傳統方式因應，恐怕只是將過去弊病延續到下一代而已。您可以嘲弄ChatGPT答案不符所需，但不可以低估幾年後人工智慧、機器學習可能帶來的衝擊。其次，在中美爭霸的背景下，G2格局已經形成，基於爭取世界主流市場與資金等多重因素的考量，加上中國生產成本日高，台商回流已經也為中南部帶來新商機。更多返台的企業將新的工廠設在中南部，而返台的工廠多數不再是勞力密集，取而代之的更是以智慧製造為基礎的智慧工廠。如果用戶抱持懷疑、排斥的態度，也可以預期未來中南部業者可能面對的困境。製造業是創造數據最大的來源，台灣躬逢其盛，也無可迴避，只是如何創造彼此之間的「數位」連結，將成為中部企業最大的挑戰。

近期外電及本地媒體大幅報導Tesla宣告將減少電動車中碳化矽（SiC）元件的使用量，並造成了幾家SiC供應商頓時股票大跌，包括Wolfspeed、意法（STM）、安森美（Onsemi）及英飛凌（Infineon）等。接下來隨即即有專家開始討論，Tesla是如何達到減少75%的SiC用量？半導體功率元件跟摩爾定律最大的不同在於，IC每進入一個新的製程節點，面積就會縮小一半，功率元件遠遠做不到。於是就有不同的組合被提出來，包括由原先的平面式（planar）SiC MOS電晶體，改為先進的溝槽式（trench）電晶體；或者因為電動車的電池系統要由400V改為800V，SiC MOS耐壓也要由650V挺進到1200V，由於電流可以減少一半，SiC MOS晶片面積得以等比例減少。但是，再怎麼算也到不了減少75%。最後只得加上馬達所需功率的減少，才勉強可以湊足。可是Tesla同時又宣布，未來馬達設計不使用稀土元素，這使得馬達效率的提升更形困難。Tesla此舉的目的是要降低成本，以建構與其他競爭者的障礙。但不論就使用溝槽式或1200V SiC MOS，的確晶片面積是可以減少，製程卻變複雜，實際成本下降反而有限，再加上這些都是所有競爭對手知道的趨勢，因此這會是個假議題嗎？在提出個人解答之前，筆者想先談一下製造產業的學習曲線。陳良榕先生在友刊的文章中提到，張忠謀在德儀（TI）及台積電，就是利用學習曲線創造出與競爭對手的差距，這在以製造為導向的產業是非常的重要。試想一個資本攤提完成的半導體廠，不僅成本最低，良率最好，同時單位的產出也最多，而新進競爭者，還在學習曲線的初期，是看不到台積電的車尾燈。Tesla現在也是利用所經歷學習曲線的優勢，來創造競爭優勢，而逆變器（inverter）所使用的SiC MOS就是個可以發揮的項目，因為價格不斐。個人的淺見認為，Tesla是使用Si IGBT（insulated-gate bipolar transistor；絕緣柵雙極性電晶體）取代SiC MOS，並使用SiC二極體（Schottky diode），作為IGBT所需的飛輪二極體（freewheeling diode；FWD）。電晶體分為兩類，一為雙極性（bipolar），另一為單極性（unipolar），也就是MOS。雙極性電晶體中電流與電壓之間的關係是指數函數（exponential），而MOS電晶體電流與電壓是1～2次方關係。所以雙極性電晶體在輸出電流驅動的能力是大於MOS，但是雙極性電晶體是靠輸入電流來工作，MOS則依靠絕緣柵極的電壓來動作，故雙極性電晶體比較耗電。IGBT的誕生即結合此二者優勢，在輸入端使用絕緣柵極（insulated-gate），而輸出保留高輸出電流的特性（bipolar）。逆變器主要的應用在於將電池的直流電轉換為三相交流電，用以驅動馬達。電晶體在此是作為電路的開關，MOS因為是對稱的元件結構，可以處理逆向流過的電流。但是IGBT的元件結構不對稱，需要額外並聯1個FWD。以SiC二極體作為FWD，可以大幅提升其效率，同時IGBT的高輸出電流能力，也可以提高逆變器的轉換效率。Tesla在Model 3使用SiC MOS之前，也是使用Si IGBT以及Si FWD，現在只需將Si FWD改為SiC。IGBT的缺點在於操作頻率較低，無法高溫操作，且耐壓不如SiC MOS，但這些在現行電動車系統，皆非嚴重問題。由於二極體電流與電壓的關係也是呈指數函數變化，再加上現行Tesla每一相開關是使用2顆SiC MOS並聯，筆者估計在相同輸出電流條件之下，使用SiC二極體的晶片面積，應該可以是 SiC MOS面積的25%。而二極體是製程最簡單的半導體元件，也最便宜，所以在SiC的費用上可以下降到原先的10～15%。只是還須加上個Si IGBT，因此總成本可為原先的30-40%。Tesla擁有別家車廠沒有的學習曲線，要拉大與競爭者的差距，如果筆者是Elon Musk，選擇Si IGBT加上SiC二極體的排列組合，降低SiC整體用量。

山裡頭交通條件困難，平地有限，加上傳統農業在季節上的差異，一般的平地人不會真正在意此刻的司馬庫斯有哪些農產品，什麼時候拉拉山水蜜桃盛產，甜柿又該什麼時候上市呢？我跟「原鄉花園」的主持人說，希望新節目能夠系統化的創新，逐一介紹圍繞在新竹、桃園、苗栗的泰雅部落，以及重要的農產品，這些影音節目，都可以放在網頁裡，成為連結原民社會與科技產業的橋樑。一整天的行程，我滿載而歸，帶了兩條超大的苦花，幾根馬告香腸、一些山胡椒（馬告）、竹筒飯、小米肉粽、白蘿蔔、純釀醬油與兩大包現採香菇回家。臨走時，我跟安力牧師與宋智達說，香菇等農產品超量生產時就來找我，我們有200名員工、200個家庭，可以幫你們調節供需。東協來的新住民人口，已超過只有60萬人的原住民，老齡化社會與少子化補貼等，資源的排擠正在形成。我們都知道原鄉的隔代教養、貧富差距問題正在撕裂原民社會，但原民社會僅有這些看得見的問題嗎？來自宜蘭南澳碧候部落的「原鄉花園」主持人王淑榮，在僑居加拿大五年後回到台灣，母親過世後，她想恢復原住民身分，她永遠忘不了承辦法官以嚴厲、懷疑的口吻，質疑她恢復原住民身分的動機。這些也許不經意的問話，就在原住民社會裡留下自卑、恐懼的陰影。常與原住民打交道朋友都知道，原民朋友會很熱心分享他們族群的特色，只是一旦有人提出質疑時，這些原民朋友就會跟「寄居蟹」一樣縮回原來看似安全的小巢裡。他們缺乏的是自信、肯定，台北長大的宜蘭不老部落創辦人潘今晟就曾跟我說：「我到山裡的部落，才知道自己有多愚蠢」，「形之，敵必從之」，在敵人的戰場作戰，沒開打就知道自己矮了一節，我們帶著虔誠、謙卑的心到原鄉走走，也許我們更能體會與原民相處之道。我曾兩度接受原住民電台的專訪，我跟主持人說，不要將節目侷限於阿美族講給魯凱族聽，賽夏族的矮靈祭也不是他們獨有的文化資產，泰雅族小米祭也可以成為閩南社會的題材，我們之間的距離並不遙遠。「易地而處」可以是形成商業模式的方法。不要老是希望將原住民同化為閩南、客家社會，讓他們有自信的保留獨有的社會體系，也建構台灣社會多元尊重的內化價值。

我的家鄉頭城，將於5月6、7日舉辦亞太社會創新高峰會，我應邀主持一場「城鄉發展脈絡新模式」這場論壇，也應主持人彭仁鴻之邀，為「頭城職人誌」寫序文，我把序文刊載如下，也歡迎大家到宜蘭傳藝中心參加盛會。有回看到現代史學大師湯恩比（Arnold Joseph Toynbee）與日本史學家池田大作的對話。池田大作問湯恩比，如果讓您有選擇的話，您會希望在什麼時代，出生在什麼地方？湯恩比說：「我希望在西元一世紀時，出生在新疆的疏勒」，池田大作心領神會。做為一個研究科技產業競合，談半導體與地緣政治的我而言，湯恩比的說法，給我很大的想像空間與深刻的體會。新疆的疏勒，是今天的喀什。西元一世紀時，羅馬帝國的文明從這裡走向了中土，而幾乎就在同一個時代，印度的佛教文化也從這裡走進了中國，甚至今天穿越巴基斯坦的中巴鐵路，也從這裡進入中國。喀什，人類文明的匯聚點，能在一世紀出生於喀什，對一個史學家而言是件多麼愉快，但又求之不得的奇遇！每個人的故鄉都是獨一無二的，我出生在開蘭小鎮，從世俗的眼光來看，這是個平凡無奇的小鎮。2.8萬的人口，小到很容易被遊客遺忘，甚至連北宜高速公路都只是「擦身而過」而已。但頭城人知道，19世紀到宜蘭開墾的閩南移民多數從這裡上岸，而1883年烏石港淤塞與1924年山洪暴發兩次的滄海桑田，是我們傳承自老一代的老鎮記憶。第一次的淤塞在宜蘭舊河道形成河港（頭圍港），頭城也被指名為東海岸唯一的「正港」，也成為19、20世紀交替之際，宜蘭最富裕的工商小鎮，搶菰、大神尪也都是那個時代頭城人留給後代的共同記憶。1924年的山洪暴發，加上北宜鐵路通車，徹底改變了頭城以河港爭取到的工商地位，頭城慢慢走向沈寂，而這是將近100年的時空轉換。之後的1930年前後，日本殖民政府推動「市街改正（都市計劃）」，幾棟巴洛克式的老建築，標誌著頭城過去曾有的繁華，而頭城的重心也從和平老街移往開蘭路。高山蒼蒼，大海洋洋，登上海拔1,000公尺的頭城第一高峰「鶯仔嶺」，從高處遠望故鄉是種幸福的感覺。過去的開蘭小鎮文風鼎盛，盛產詩人、書法家，現代的頭城不乏享譽產業、學術與醫界的人物。說不完的頭城故事，講不完的家鄉軼事。就像貝爾獎得主泰戈爾的這句話一樣：「不管樹影有多長，總是連著樹幹連著根」！

在海拔略高的尖石鄉，春天的櫻花還在尖石國小前盛開，粉紅的花朵是吉野櫻嗎？兩位40多歲的校長都是泰雅族的原民，尖石國小校長陳智明，搭檔是新樂國小校長高文良。校長說，週末的孩子，在山裡頭最好的活動就是唱歌。泰雅學堂教室前的小空地，坐了20多位帶了不同樂器的小朋友正在聽老師講話。應校長之請，他們幫我們唱了泰雅族的迎賓曲。山裡頭的孩子，帶著笑容唱出來的歌，馬上感染了我們每一個人，這是來自泰雅原鄉的天籟，餘音可以伴著我在夜裡入眠。這個已經有60人規模的原鄉孩童合唱團，來自附近的幾所小學。兩位曾經是五燈獎得主的校長，他們募集資金，每個週末租幾輛車從不同的部落中，把孩子載來尖石國小一起歌唱。少子化、城市化，尖石國小的學生剩下28位，但新樂國小反而多一些，大家帶著讓下一代更好的熱情相互合作，兩位校長交會的眼神，是他們對下一代的期望與對故鄉的眷念。這個合唱團5月份將受邀到紐西蘭演唱，多少會有籌措經費的壓力。或許可以邀請他們到我們的大型活動表演，或者由IC之音取得音樂授權，讓他們的經費充裕些，在成長的過程中也能留下美好的記憶。傍晚，安力牧師與淑榮將車子開到不老居餐廳，主人董貴份女士已經等在門口，安坐之後，上桌的是原鄉燻雞、熱炒山豬肉、蔥熇苦花、烤香魚、馬告香腸，與用料不手軟的羊肉火鍋。貴份手巧，多次在美食競賽中得獎。父親是來自雲南，從空軍退伍的老兵，母親則是泰雅族。貴份說父親為她取名「份」，是要她知道如何與人分享吧？DIGITIMES是工具型的媒體，但IC之音創作出來的影音節目，成為我們與科技社群溝通，甚至串連原鄉社會的平台，兩個媒體虛實互補。做為媒體人，不會樣樣以「獲利」為唯一考量，能與土地、原民社會休戚與共、生生不息，不也是媒體可以努力的方向嗎？尖石國小的校園裡，有兩對台灣原生種的大樹，一對是肖楠、一對是台灣櫸木，高大挺拔，欣欣向榮。尖石的泰雅幼苗正在成長茁壯，我們提幾桶水，一起為他們灌溉吧！

除了純粹光學的方法外，還有其他方法也可以用來定義半導體的精細圖案。奈米壓印微影（Nano Imprint Lithography；NIL）也發軔於90年代中期，至今還未進入量產，但是其解析度經驗證已可達10 nm以下。NIL的操作是先以電子束微影（electron beam lithography）在「光罩」（其實更像是模版）上寫下欲轉錄圖形的陰刻，然後壓印在已塗佈低粘度（low viscosity）的「光阻」（這物質其實與光敏無關，只是用來抵擋蝕刻）的矽晶上，讓光阻流入圖形陰刻中的溝槽後，以紫外光照射用以固化（curing），形成光阻覆蓋圖形。後續的工作就如同一般的製程一樣，開始蝕刻光阻未覆蓋的區域。NIL有能力用來製造出3D圖形。如此操作可以省卻複雜的光源及龐大的透鏡／反射鏡所組成的光學系統，而且在關鍵層（critical layer）可以只用1次操作完成，所以預期的產量較高。一個微影系統的能力通常以圖形化（patterning）、疊加（overlay）以及量產能力（throughput）來評估。其中圖形化是指生成所需圖形的能力，主要是解析度；而疊加是指上下2層圖形的對齊精準度。目前的進展是對於3D NAND產品NIL的圖案化及疊加能力已達滿意程度，等待量產能力達標後，即可投入產線。對於DRAM，圖形化能力已達14 nm （1a）節點，疊加能力猶待展示；記憶體是NIL比較可能的先期應用。NIL技術主要由日本所開發，佳能（Canon）在90年代未能接受美國授權EUV技術後即轉向NIL方向發展。晶圓廠方面，東芝（Toshiba）於2000年初即投入研發。目前威騰電子（Western Digital）想收購東芝的原因除了擴大生產、研發的規模經濟外，東芝擁有NIL技術、可用於投入MRAM的生產也是吸引力之一。另外，中國也開始投入NIL的研究，這是中國半導體技術自主化中的一環。定向自組裝（DSA；Directed Self-Assembly）是與前述2種技術完全不同概念的運作，DSA也發軔於90年代中期，其時複雜系統（complex system）領域中的熱門研究題目之一是元胞自動機（cellular automata），它是指一個單元可以用簡單規則建立一套複雜系統的模型，DSA就是藉助此概念所發展出的方法。如此跨領域創新，在半導體學院可教不來。 光學微影（photolithography）與NIL都是從上而下（top-down）來定義圖形，亦即圖形先從巨觀尺度定義完成後再去處理圖形中的內容物質；而DSA則是由原分子階層由下而上（bottom-up）組成所需圖形。  DSA使用嵌段共聚物（Block CoPolymers；BCP）當成主要材料，常用的材料為聚苯乙烯嵌段聚（甲基丙烯酸甲酯）[poly（styrene-block-methyl methacrylate）；PS-b-PMMA]。DSA是2條互斥（repulsive）的高分子鏈以共價鍵銜接在一起，對於其他的化學物質有不同的親和性（affinity），這是用來操縱形成不同圖案的主要機制。DSA亦可形成3D圖形。DSA的實際運作首先要形成引導圖形（guiding pattern）—引導BCP自組裝成需要圖形的外在框架，有2種主要方法：圖形外延（graphoepitaxy）以及化學外延（Chemoepitaxy）。前者是先以微影方式定義引導圖形（guiding pattern）的3D拓樸形狀，譬條狀平行溝槽，然後在溝槽壁上或溝槽底部塗佈上特定化學品，沉積BCP於其上。2條高分子鏈中的1條對於以塗佈的化學品具有高親和性，黏附於其上，剩下的就靠高分子之間的自組裝，形成需要的圖形；化學外延則是在基板上直接塗佈較高密度的化學品，剩下的也全靠高分子之間的自組裝機制。DSA既然也需要微影技術來定義圖形，為什麼還需要DSA？原因是DSA自組裝形成圖形的密度較微影技術為高，目前DSA的解析度已達12.5 nm，而且還在繼續向下發展。DSA搭配EUV、做為增強EUV解析度的手段是目前考慮的使用方向之一。相對於NIL，DSA還需要更長的時間才會成熟量產。DSA在量產的2個預期的主要應用為線／間距（line-space）和接觸（contact）圖形，前者是記憶體金屬層的最關鍵技術，因此記憶體公司對DSA的投入較深。目前的微影技術其實離最終極的原分子尺度並不太遠，但這並不意味著對於原分子尺度的運作操控將止步於此。像NIL與DSA都跳脫傳統光學微影系統的思維，利用新的物理、化學機制與材料，更多基礎科學的投入才能容許半導體產業走更長遠的路。延伸報導先進微影技術發展(一)：既有設備路徑的延伸

DIGITIMES行有餘力，一年前買下竹科廣播「IC之音」，我發願要經營一家不談股票、不賣藥的電台。我希望電子業的朋友，透過IC之音的影音平台聽得到天籟，每天都能感受到知識的饗宴，並在台灣這一塊美麗的原鄉，一起保留一塊媒體的淨土。過年前，IC之音「原鄉花園」的節目拿到兩個金鐘獎，這個以尖石鄉泰雅族部落為起點的節目，成為我接掌竹科廣播電台之後最大的亮點。我曾在慶功宴上說，希望有機會能親自參訪部落，昨天原鄉花園終於成行。在主持人安力牧師與王淑榮的陪同下，從協助原民戒酒的得勝農場開始，逐一參訪宋智達的原菇鄉農場、尖石國小，晚餐在「不老居」原民餐廳享受不容錯過的原民美食。到竹北高鐵站接我的是沛錦總經理宋智達，沛錦是小型的IC設計公司，做的是影音解壓縮的設計，智達兄在美國10年、德國6年，擁有30個IC設計專利，曾在工研院、英特爾（Intel）工作，是個來自屏東鄉下的客家人。宋智達在37歲那一年受洗，篤信耶穌的他，經常到各地的教會佈道，深刻理解原住民的困境，他跟上帝禱告要為原住民做點事。幾年前，他在尖石鄉海拔800米的山區建了菇寮，開始種起香菇。過去種香菇都是使用段木做為基樁，每百公斤的木樁，大概只能生產出3公斤的香菇，原材料的回報率只有3%。但隨著種植技術的精進，使用太空包種香菇，回報率可以提高到30%。更重要的是，用過的太空包可以做為雞舍鋪墊、有機肥等其他用途。他的香菇農場養了日本雉雞，透亮的羽毛、高挺的胸脯，山裡頭接受日月精華洗禮的雉雞，想必上了餐桌也是美食。中午在沛錦農創的工寮一邊聽取簡報，一邊午餐，簡報的內容就是原產地的農產與加工品。午餐是馬告香腸、香菇貢丸湯麵、炒高麗菜。香菇當然是自家產的，蔬菜也是產自附近高地，馬告更是上天賜予原住民的禮物。馬告被稱為山胡椒，產地每斤450元上下，到了終端市場上看1,500元。在紐約唸視覺設計的安力牧師說，馬告到處亂長，但卻不容易栽培，原住民得辛苦的用雙手過篩、剝落，工作一整天不過是一、兩斤的產量而已。馬告生津解渴，是原民食物最佳的調味料之外，馬告烏龍茶、馬告咖啡都能入味。堪稱綠手指的安力牧師嘗試自己栽培馬告，聽說農改場有點進展，但顯然尚未能夠量產。我問宋智達，做IC容易，還是種香菇、養雞容易？我們都同意「持之以恆」的心態最難。在原菇鄉農場裡掛著前工研院院長史欽泰的墨寶：「流淚撒種的，必歡呼收割」。很多人信誓旦旦想幫原住民做點事，但基於文化與生活習慣的差異，成功的畢竟是少數。宋智達的原菇鄉農場以協助原民發展經濟為目標，蔡英文總統還曾親自參訪，菇場裡頭的助手Angel郭來自香港，在新竹清華唸生醫工程相關科系，豆蔻年華的Angel說，她是來自香港的原住民！沒有理念的人很難堅持，也許上帝是他們最大的依靠！