臺灣以堅實的技術基礎,與完整的科技產業鏈,成為全球半導體產業的核心。為了讓大眾了解半導體科技,國立公共資訊圖書館攜手國家實驗研究院台灣半導體研究中心,在總館2樓策劃「機智小巨人—小小晶片造就無限可能」特展,結合影片與互動遊戲,帶領民眾走入半導體的世界。
1940年代,「半導體」只是一種材料的專有名詞,如今日常生活無論交通、通訊、數位支付乃至於AI人工智慧等現代科技,幾乎都與半導體息息相關,小小的半導體晶片,已不知不覺改變人們的生活,甚至加速科技的發展。
為了帶領民眾認識半導體的過去與未來,國立公共資訊圖書館(以下簡稱國資圖)與國家實驗研究院台灣半導體研究中心(以下簡稱半導體研究中心)攜手策劃「機智小巨人—小小晶片造就無限可能」特展,以四大展區呈現半導體歷史、製作流程、應用及未來發展,並展示從矽砂到高科技晶片的製程,讓民眾以深入淺出的方式,認識牽動全球科技生命線的半導體產業。
五十年耕耘 成就半導體王國
半導體相關產業從誕生到茁壯,與電晶體、積體電路(Integrated Circuit, IC)等技術一一問世,有著密不可分的關係。早在1947年,貝爾實驗室發明人類第一顆電晶體,使收音機、計算機等電子產品有了微型化的可能。
1961年誕生的第一個矽晶片產品,只有4個電晶體;60年過去,一塊高階手機的先進晶片,已密密麻麻分布逾百億個電晶體,具備運算、邏輯、記憶與數據傳輸等功能,不過指甲大小的晶片,就如同一位「機智的小巨人」,推動科技飛速發展,帶領人類文明展望無限未來。
臺灣在這場科技革命從不缺席,由於政府大力支持,加上完善的半導體生態圈,使臺灣以僅次於美國的產值,成為全球知名的「半導體王國」。回顧國內半導體發展歷史,最早始於1974年,時任經濟部長孫運璿提出「積體電路(IC)計畫草案」,決定由國家主導積極發展IC工業,並在工業技術研究院(以下簡稱工研院)成立「電子工業研究發展中心」(現為電子工業研究所),使半導體產業正式在臺灣萌芽發展。
為了引進海外IC技術,工研院分派設計、製造、測試與設備四組人員赴美交流,並在1977年建立全臺首座IC示範工廠。自1980年新竹科學工業園區設立後,緊接著工研院主導成立專門研究半導體製造的公司,並交由時任工研院院長張忠謀負責—1987年2月,世界最大的晶片代工廠—台積電誕生了。
與此同時,學界於1988年、1992年分別成立國家次微米實驗室與國家晶片系統設計中心。爾後數十年間,國內IC設計公司如雨後春筍般陸續成立,不僅帶動臺灣半導體產業蓬勃發展,更引領臺灣從昔日代工之島成為牽動全球科技發展的經濟奇蹟。
無塵室環境模擬 探索IC製程
本次展覽完整呈現半導體的過去、現在與未來,並帶領民眾從原料「矽砂」出發,經過精煉與多道製程,產出一片片的晶圓,為後續製造與研發過程打下重要基礎。
接下來,再將晶圓結合產業上游的IC設計,為規格、功能與電路布局;並交由中游的IC製造,產出功能健全但仍相對脆弱的裸晶片;最後透過下游IC封測,篩選出不良品,並加上外殼,為裸晶片提供完善的保護,才能產出一片又一片精密且功能強大的晶片。
在「機智小巨人—小小晶片造就無限可能」特展中,以四大展區將複雜的半導體技術轉化為有趣且易懂的內容,分別是「半導體電路發展歷史區」、「無塵室IC製作流程區」、「半導體晶頭腦區」以及「SenCu遊戲體驗區」。
走入「半導體電路發展歷史區」可深入了解臺灣半導體產業發展歷程、技術與相關知識,並透過動畫影片了解晶片從無到有的製作過程,與半導體發展進程中的每一個重要事件。
掌握半導體產業基本概念後,接著就能進入「無塵室IC製作流程區」。無塵室(Clean Room)又稱為淨室、潔淨室,由於積體電路結構組成非常微小,一顆塵埃就可能毀壞晶片,因此晶片的製程都需要用到無塵室,潔淨度甚至比外科手術室還乾淨!國資圖與半導體研究中心透過現場模擬無塵室製程環境,讓觀展民眾彷彿身歷其境般,探索IC製程的現場與步驟。
體感互動遊戲 認識半導體知識
本次特展也透過益智問答與體感遊戲,豐富觀展體驗。例如「半導體晶頭腦區」,結合體感感測技術與互動遊戲,邀請民眾回答與半導體相關的益智問題,除了單人遊戲外,還可以選擇雙人模式,在充滿娛樂性的氛圍中增長知識。
而在最後的「SenCu遊戲體驗區」則透過整合嵌入式軟硬體與感測器技術的「SenCu感測方塊」,以遊戲展示晶片應用的未來與想像。國資圖透露,本次為展覽設計2款遊戲,分別為「SenCu—絕對姿態感測方塊(迷宮探索)」及「SenCu—顏色感測方塊(打地鼠)」,小小方塊內建電池、處理器、感測器及通訊功能,還可透過Wi-Fi與電腦端連結,民眾可以在親自操作與參與遊戲互動的過程中,體驗晶片對生活的深遠影響。
創新與合作 培育未來人才
半導體研究中心表示,期望與國資圖藉由此次特展推廣科普教育,不僅和民眾分享臺灣半導體產業「點『矽』成金」的來時路,同時呈現半導體產業垂直分工的過程,進而讓民眾領略臺灣在全球半導體發展的關鍵地位。
辦理展覽之餘,半導體研究中心也規劃各種教育訓練課程,持續支持國內半導體產業發展,並致力於培育新一代人才。若對半導體業有興趣的學生,可以申請半導體中心合作計畫、參與「育才—製程實作課程」,還有機會申請進入半導體無塵室操作相關機台,既能與課程理論互補,同時累積半導體製造實戰經驗,讓有志投入科研工作的學生,提早開啟進入半導體領域的第一步。
「機智小巨人—小小晶片造就無限可能」
展覽日期:即日起至2025年2月27日(四)
展覽地點:國資圖總館2樓 數位美術中心