台湾卢志远院士讲座，从信息技术发展角度理解近百年历史

云飞

半导体奇妙的旅程—从原子结构的量子探索到人工智能的开花结果｜卢志远院士



主讲人：卢志远院士(旺宏电子科技总监及总经理、欣铨科技董事长)

主持人：本院周美吟副院长

半导体奇妙的旅程—从原子结构的量子探索到人工智能的开花结果

The Wonder Journey of Semiconductor-From Quantum Physics Exploration of Atomic Structure to Artificial Intelligence Harvest

主讲人简介：卢志远院士 　　

卢志远#院士 为美国哥伦比亚大学物理系博士，曾任交通大学副教授、教授、行政院科技顾问组研究顾问、美国AT&T-Bell Labs 研究员/计划主持人以及工研院电子所副所长。现职为旺宏电子股份有限公司 科技总监及总经理以及欣铨科技股份有限公司 董事长。 　　

卢院士专长为#半导体 技术、#集成电路 工程及#应用物理 科学。在担任工研院电子所副所长期间，主持台湾最大科专计划─「经济部次微米计划」。在他领军下，完成台湾独立研发并可量产的DRAM技术。不但让台湾具备了八吋晶圆产制能力，与全球高科技先进技术接轨，更奠定了台湾在全球半导体产业链中扮演重要关键角色的基石。 卢院士曾获得多项学术荣誉，包括多次AT&T-Bell Labs特殊贡献奖、行政院杰出科学与技术贡献奖、#美国电机电子学会 (#IEEE) 会士、千禧杰出奖章、2012年荣获素有科技研发工程师界奥斯卡奖之称的#Frederik Philips Award，也是首位获此殊荣的两岸三地科学家。2013年后接连获工研院院士、#中华民国总统科学奖、#世界科学院 (#TWAS)工程科学奖、#美国国家发明家学院(#NAI)院士，更于去(2018)年获选为本院院士。此外，卢院士在国际科技期刊及重要学术会议发表逾400余篇专业论文，个人更拥有超过150项的国际专利。 　

演讲摘要： 　　

2016 #AlphaGo 在一亿人的见证下以4:1的绝对优势击败了世界围棋盟主，掀起#人工智能 神秘面纱。强大的计算机运算能力，丰沛的#海量资料 以及精准有效的#算法，将人工智能推上了目前的显学。细拆手上计算机硬件，不难发现密密麻麻的电子零件搭配相互交错的电路汇成一体，再仔细进一步剖析每一个电子零件，则又是由成千上万的#晶体管，以更复杂的组合，来完成它的特殊功能。抽丝剥茧检视晶体管，竟是数以亿计的 Si 原子排列而成，而电子在此复杂的结构中展现出多采多姿的行径与功能，到此你会惊讶甚至好奇，如何从单一的#原子，一路来到这么复杂的系统，到头来整个人类文明的发展，会被此左右。 　　#波尔 所提出电子环绕核子旋转的#行星理论，赋予了后代来科学家对原子电性行为的透视图，电子环绕轨域以及能阶的量子化，解释了#原子光谱的不连续性，从能阶到能带的诠释给了固态材料区分绝缘体与导体的准则，而掺入微量杂质于母体材料的手法，给了一把调控材料电阻大小的钥匙进而创造出可供讯号开关以及讯号放大的晶体管。随着六十年来在制程技术与材料研研究的长足进步，材料界面先天既有缺陷的困境被克服，组件尺寸的微小化的工艺障碍被快速排除，成就了高性能，高密度，低成本的#集成电路产业。这不仅大幅提升计算机的计算能力(#CPU, #GPU的世代更替)，并提供了超级亲民价格的工作#内存(#DRAM)及资料存储器 (#闪存)，不仅将人类的文明推升到另一个纪元，同时也揭开了人工智能的序幕。 　　现有半导体技术，其尺寸微缩的工艺已逐渐逼近原子大小的极限，寄望持续以尺寸微小化来增进电子产品的性能或是记忆密度已经不可行，导致全新的材料或是有别于传统晶体管操作的机制为关键之钥，尤其是在人工智能的应用方面，若是采用现阶段软硬件的运作，已预期会耗费大量的能量，因此新系统架构的设计，低功耗组件的开发以及高效能的软硬件整合，将会是下一波科技研发的主流，但无论如何，这一切的一切还是会从原子暨电子的#量子物理 原则开始。今后 将进一步巧妙地应用量子物理的特异行为再度展开崭新的量子计算领域，且必将再攀登另一高峰，发展出不可限量且难以想象的#人工智能 境界。