矽快到極限！ 台積電解鎖新武器 「這金屬廠」有望成下個神隊友

當晶片微縮逼近物理極限，陽明交大與台積電突破二維材料介面瓶頸，以0.42奈米氧化鋁工程登國際期刊《Nature Electronics》，掀起「後矽時代」材料革命，也讓上游鉬概念股華鉬（6990）成為市場新焦點。

矽材料逼近物理極限

口袋證券表示，隨著半導體製程向3奈米、2奈米乃至1奈米以下推進，傳統矽材料正面臨嚴峻挑戰。當電晶體的源極、汲極與閘極距離越來越近，汲極電場會干擾通道，導致閘極失去控制力，即使電晶體處於關閉狀態仍會出現漏電，這就是著名的「短通道效應」。半導體業雖已從平面電晶體轉向FinFET，並進一步發展至環繞閘極（GAA），但單純改變結構已不足以應對極限，尋找能薄至原子等級的新通道材料成為必然趨勢。

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二硫化鉬成後矽時代熱門材料

口袋證券談到，在眾多二維半導體材料中，由1層鉬原子與2層硫原子組成的二硫化鉬（MoS₂）備受矚目。其單層厚度不到1奈米，能讓閘極電場更有效控制通道並降低漏電。與知名二維材料石墨烯相比，石墨烯雖具備高電子遷移率卻缺乏能隙，而MoS₂天然具備邏輯電晶體開關所需的半導體能隙。台積電長期布局過渡金屬硫族化合物、石墨烯奈米帶等低維度材料，此次研究正是其全球「Beyond Silicon」策略的重要一環。

0.42奈米氧化鋁成為關鍵突破

MoS₂雖具優勢，但「太薄」也帶來巨大製程挑戰。若直接在原子級厚度的表面沉積介電材料，極易破壞結構並產生缺陷，導致電子散射與效能下降。陽明交大團隊與台積電合作，在國科會計畫支持下，透過磊晶介面工程在單層MoS₂表面精準形成超薄鋁層並氧化，成功打造厚度僅約0.42奈米的氧化鋁介面層。這層高品質緩衝層既保護了二維材料，又維持了高速傳輸性能，成功開發出高效能單層二硫化鉬頂閘極電晶體，相關成果榮登國際期刊《Nature Electronics》。

二維半導體從實驗室走向晶圓廠

口袋證券指出，目前全球半導體巨頭如imec與台積電等，正積極將MoS₂、WS₂及WSe₂等二維材料導入EUV微影技術與300毫米晶圓環境，顯示研究已從「單顆元件能否製作」轉向「能否與現有晶圓廠製程整合」。儘管大面積單晶成長、晶圓均勻性、P/N型電晶體整合及良率仍待克服，短期內矽仍會透過GAA、CFET及背面供電等技術延伸，但二維材料已確立為極長期先進邏輯製程的核心候選方案。

稀有金屬大廠成為市場焦點

口袋證券分析，隨著MoS₂成為焦點，市場目光延伸至上游材料供應鏈，帶動華鉬（6990）關注度提升。華鉬成立於1999年，主營稀有金屬精密化學品與合金冶煉（如高純氧化鉬、鉬鐵等）。華鉬表示，目前高純氧化鉬純度達3N（99.9%），規劃提升至4N（99.99%），長期目標為5N（99.999%），且具備配合團隊測試MoS₂化學合成的能力。

口袋證券提醒，一般鉬金屬與半導體級二硫化鉬存在極高技術門檻。目前無公開資訊證實華鉬已進入台積電供應鏈，公司亦聲明相關材料仍處研究階段。將華鉬定位為「具備鉬材料優勢、潛在切入次世代材料的廠商」更為客觀。二維半導體要形成商業化，仍需跨越材料規格確定、設備製程相容、客戶嚴格驗證及實際營收貢獻等4大關卡。從FinFET、GAA到未來的CFET與二維半導體，半導體產業的競爭已從單一製程擴大為材料、結構、介面工程與設備的全面較量。台積電與陽明交大完成後矽時代的重要拼圖，而台灣材料供應鏈能否將材料能力升級為半導體級產品並順利通過驗證，將是未來的觀察重點。

（封面示意圖／AI生成）