鍺,是最老的半導體材料,現在已經悄悄變成足以和第三類半導體競爭的全新平台,台灣半導體新創公司光程研創,在晶圓代工龍頭台積電協助之下,透過特有的鍺矽技術,與台積電合作生產,製造出的短波紅外線元件,可偵測水分、應用面廣泛,成本大幅降低,讓鍺重新成為半導體元件的主角之一。
遠紅外線拍攝,看見肉眼看不見的資訊,盤子上的蘋果有明顯撞傷,也有蘋果明顯偏白,是沒有水分的假蘋果,短波紅外線的特色之一是偵測水分,還能辨識真假人臉,耳機如果接觸到皮膚,就會播放音樂或進行健康測量,而這全都仰賴最老的半導體材料「鍺」,製造出短波紅外線元件。
非凡新聞記者曹再蔆:「這片12吋矽晶圓片上面,含有微量的鍺矽晶體,可以感測到矽原本看不到的光波段,而這是怎麼做到的,我們來請教一下專家。」
光程研創執行長陳書履:「我們這個技術其實就打破大家一般對於第一類,還有第二類化合物半導體的這個界線,就讓我們可以用這個12吋,很具經濟規模的CMOS製程,來達到原本只有三五族半導體,才能達到的功能,那包含可以看到短波紅外光,也就是人眼看不到的光。」
鍺矽技術突破,改變了半導體產業現有生態,台灣半導體新創公司光程研創,在台積電協助之下,讓鍺重新成為元件主角。
光程研創執行長 陳書履:「我們的合作模式,就是它是我們非常堅強的後盾,我們基本上一開始,有很多設計方面,那當然台積在製程上面有它非常獨特的技術,它對第一類半導體相對熟悉,它們知道這個技術可能帶來的潛力。」
台積電培養小金雞,光程研創用鍺製造出的短波紅外線元件,最新更應用在USB4光通晶片導入量產,來達到高傳輸高畫質效果。新技術結合現有矽製程,生產規模大,成本只有對手化合物半導體晶片的1/3到1/10,吸引國際大廠爭相合作。
光程研創執行長陳書履:「大家應該最近常聽到矽光子這個技術,那我們叫鍺矽光子,應用其實涵蓋了從數位健康到AR、VR,那甚至自動駕駛、自動化工廠,甚至衛星相關的應用都有,訂單相對來講其實都還不錯,我們現在有明年有蠻多消費性電子的案子,就是要順利導入量產了。」
目前國內短波紅外光學感測技術應用相關廠商,包括以鍺矽技術出發的光程研創,還有以三五族磊晶為主的聯亞、富采、全新,儘管短期終端市場稍緩,但未來應用潛力很大。
光程研創執行長 陳書履:「我覺得當然現在就是不確定性相對高,那在不確定性高的時候,其實各種的決策都會偏向謹慎保守,那先講我覺得其實明年應該是會回來,那長期來看的話,就是希望我們可以把這個最先進的半導體技術,從實驗室帶入到人們的日常生活當中。」
3D感測未來不受限,台灣新創公司加大研發量能,讓半導體技術開發成本更具國際競爭力。(記者曹再蔆、陳柏誠/新竹採訪報導)