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台最小半導體雷射 運算快千倍

中央社/ 2012.07.30 00:00
(中央社記者楊淑閔台北30日電)國科會近午公布27日在科學(Science)期刊上發表的史上最小半導體奈米雷射「新型雷射--電漿子奈米雷射」,操作速度可高過電晶體千倍以上,待消耗功率問題解決,將可商品化。

行政院國家科學委員會今天召開「研發成功全球最小的半導體雷射—台灣研究成果獲刊科學(Science)國際期刊」記者會。

研究團隊成員包含國立清華大學物理系教授果尚志、施至剛,清大材料科學工程學系教授陳力俊,國立交通大學電子物理學系副教授張文豪,以及參與研究案的學生,包含清大物理系博士後研究員陳虹穎、博士班呂宥蓉、王俊元,以及清大材料科學工程學系博士後研究員呂明諺。

果尚志指出,半導體雷射微小化是未來發展高速、寬頻、低功耗光運算器與光通訊系統的關鍵;尤其是將半導體雷射的三維尺寸縮小到次波長等級,以及與積體電路中的電晶體尺寸相匹配,操作速度可高過電晶體千倍以上,是當今電科技的研究焦點。

他說,光纖通信雖然很快速,但是到了電腦裡以後,CPU(中央處理器)計算是靠電子運算,這個原因是因為以前光的元件沒辦法縮小,假如今天可以把光元件縮小,做成光晶片,可以讓速度提高到比現在電子晶片快1000倍。

果尚志表示,這次研究工作的最新意義就是用電漿子的概念,其中最大關鍵就是,只要材料夠好,可以做到任意夠小,本次就使用很好的銀、銦鎵等材料。

未來運用層面上,果尚志舉例,晶圓代工龍頭台積電的20奈米製程,報導指稱下個月若試產成功,將超越英特爾先前以22奈米製程生產自家處理器晶片,但仍是奈米電子元件;若改用電漿子奈米雷射,運算速度可提高1000倍,不過仍有消耗功率問題要解決。

他謹慎的說,1962年就有半導體,但商品化是12年後的事,今天發表的研究成果要達商品化,需要國科會持續支持。

施至剛補充說明,速度增加1000倍,溫度也要增加1000倍,以現在的電子運算,溫度將比原子爐還要高;運用面也不限電子工業,生物材料領域的光學顯微鏡也可運用,可以做成很小的儀器,體積不需很大。

清大副校長馮達旋強調,這個案子最大意義,是怎麼把台灣科技帶到新的境界,台灣在這方面有很大潛力。

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