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在英特爾及IBM決定加快新一代石墨烯(Graphene)電晶體研發腳步後,大陸發改委、工信部、科技部三部門也於昨(1)日印發《關於加快石墨烯產業創新發展的若干意見》,宣示2020年建立完整石墨烯產業生態系統。

面對美國及大陸的強勢壓境,台灣在石墨烯產業中不會缺席,除了晶圓代工龍頭台積電近幾年已針對石墨烯材料進行研究,還有包括安炬科技、奈創科技、誌陽科技等新創公司陸續投入石墨烯生產行列。其中,久元子公司久宏鑫已成功利用化學氣相沉積(CVD)製程量產石墨烯,技術能力已與國際大廠並駕齊驅。

 

半導體的摩爾定律雖然目前仍然有效,但微縮難度愈來愈高,各大半導體廠都想盡辦法找尋新的材料以延續摩爾定律,其中,石墨烯就成為重要選項之一。IBM雖然將晶圓廠賣給了格羅方德(GlobalFoundries),但本身仍持續投入半導體研發,去年就宣布將在5年內投入30億美元資金,投入研發石墨烯電晶體。

英特爾及三星近幾年同樣投入資金進行石墨烯電晶體的研發,雖然目前認為要用石墨烯取代矽,仍需要很長的一段時間,但至少石墨烯已經成為主要選項之一,並擁有許多專利。台積電近幾年來也跟國內大學或研究機構投入石墨烯材料的研究,如近幾年就跟清大共同針對石墨烯材料進行研發工作。

石墨烯不僅可成為半導體的重要材料,也可大量應用在太陽能電池、LED照明、電子產品散熱等領域。看好石墨烯的關鍵角色,大陸發改委、工信部、科技部等三部委,昨日印發《關於加快石墨烯產業創新發展的若干意見》,提出2018年要將石墨烯材料製備、應用開發、終端應用等關鍵環節良性互動的產業體系基本建立,實現石墨烯材料穩定生產,在部分工業產品和民生消費品上的產業化應用,同時2020年要形成完善的石墨烯產業體系,實現石墨烯材料標準化、系列化和低成本化。台灣近幾年來有許多新創企業陸續投入石墨烯材料的研發及生產,較受矚目的有奈創科技利用奈米技術發展石墨烯散熱導電薄膜、導電膠等產品。

石墨烯(Graphene)過去一直被視為是假設性的結構,無法單獨穩定存在,但2004年英國曼徹斯特大學物理學家Andre Geim和Konstantin Novoselov成功由石墨中分離出石墨烯,證實了石墨烯可以單獨穩定存在,兩位物理學家也因此獲得2010年諾貝爾物理學獎。

石墨烯是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型蜂巢狀晶格的平面薄膜,只有一個碳原子厚度的2D材料,但擁有相當優越的物理性質,包括是目前所知最堅硬的奈米材料,且電阻比銅及銀還低,光學透明度可達97.7%幾近透明,具備良好導電性,因此被期待可用來發展出導電速度更快的新一代電子元件或電晶體。

 

石墨烯產業仍在初期新興階段,因此市場上常會見到有業者以奈米碳管或石墨來混淆視聽或誤用。現在國際主流的石墨烯製造法,是以氧化還原法及化學氣相沉積法(CVD)等兩種方法為主。

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