奈米（nanometer；nm）这个名词原本与米（meter）、毫米（millimeter；mm）、微米（micrometer；μm）一样，是用以计量长度的单位，但由于所有的物质在那个等于十亿分之一（10-9）公尺、人类肉眼视力所不能及的微小世界里，原本在一般尺寸中所具备的物理、化学基本性质（如导电性、导热性、磁性、水溶性、熔点等. ..），皆出现与一般尺寸世界中极为不同的差异，使得奈米不再只是一个单纯的长度单位名词，而成为科学研究与科技发展的全新领域。

奈米无疑已经成为二十一世纪最热门的话题，全球各地的科学家更致力于将奈米世界的特性与发现，应用在现实世界的各种生产技术上，希望能带来新一波的产业革命，为人类生活创造更美丽的远景。为此，各国政府皆在奈米科技（Nanotechnology）的相关研究中投入大量资金与人力，在此一趋势潮流之下，我国政府也在民国91年通过「奈米国家型科技计画」，预计自92年起在六年内陆续投入230亿新台币的经费，整合国内奈米基础科学与应用科技研究的相关资源、结合产业界与学术研究单位的力量，希望能使我国的奈米科技发展可与世界先进国家同步、甚至成为超越其他各国之领先技术的拥有者。

奈米国家型科技计画简介

根据国科会奈米国家型科技计画召集人，中研院院士吴茂昆对我国奈米国家型科技计画的介绍，我国奈米国家型科技计画的总目标，是以「人才培育」与「核心设施建置与资源分享运用」两个子计画为基础，达成「学术卓越研究」和「奈米科技产业化」等两个子目标。其规划原则有以下四项：

其中「人才培育」计画，是希望能培养具备工程、基础科学、生物科技、经营管理学、智慧财产权法律、人文社会科学等知识的各种跨领域人才，并将奈米科技和我国的教育施政目标结合。在「核心设施建置与资源分享运用」计画中，则是希望透过建立“学术研究”与“产业应用”两方面的奈米科技核心设施（如建立国家级的奈米科技研究中心或共同实验室），将国内有限的奈米科技研究资源集中，做最有效益的利用。

奈米国家型科技计画──产业化推动部分

任何科技的发展都必须有坚强的理论基础与研发力量做为后盾，才能不断创新并长久延续，我国奈米国家型科技计画中的「学术卓越研究」部分，即是为了奠定国内奈米科技发展的科学理论与技术基础，从而让国内「奈米科技产业化」有最完美的实现。「学术卓越研究」的主题​​包括以下九项分类：(1)奈米结构之物理、化学与生物特性基础研究；(2)奈米材料之合成、组装与制程研究；(3)奈米尺度探测与遥控技术之研发；(4)特定功能奈米元件、连线、介面与系统之设计与制造；(5)微／奈米尖端机械技术发展；(6)奈米生物技术。

而我国奈米国家型计画中的产业化技术发展内容，主要就是希望将国内学术研究团队在以上九类项目研究结果，快速转移为产业的创新研发能力，让国内厂商可有效运用奈米技术做为营业项目，除协助产业升级、创造利润来源，亦重视原创性的专利产生，提升我国产业之国际竞争力，

奈米国家型计画的产业化重点和突破项目分为以下九项：(1)奈米材料与制程技术；(2)奈米电子技术；(3)奈米显示器材与元件技术；(4 )奈米光通讯技术；(5)奈米构装技术；(6)奈米储存技术；(7)奈米能源应用技术；(8)基础产业奈米应用技术；(9)奈米生技应用技术。国家型计画预计在2007年以前，促使国内超过800家厂商投入奈米技术之研发与应用，生产具备高附加价值的产品，并影响产业产值累计达3000亿新台币的目标。

目前国内奈米科技产业化推动之执行，主要是由工研院负责技术研发工作，并与产业界密切联系，进行实际应用与技术移转的合作事宜；工研院整合院内七个所与多个研究中心，在材料、化工、量测、微机电、光电、电子、资讯、通讯等领域累积多年的经验与实力，除根据前面所提的产业化九大项目进行相关技术的研发之外，亦加入开发奈米技术检测与分析设备的重点工作，并于2002年成立「奈米科技研发中心」，做为工研院奈米计画的管理中心，扮演资源整合协调的工作。

我国奈米科技产业化推动现况─半导体相关产业部份

奈米科技对产业界带来的影响可说是全面性的，无论是传统产业或是高科技产业，都将因奈米科技而迈入一个全新的时代；尤其对全球半导体产业来说，由于电子产品不断朝向更轻薄短小的趋势发展，因此制造出体积更小、能源消耗量更低、电晶体密度更高的半导体元件，也成为国内外IC业者的共同目标，而奈米科技的出现无疑是为已达极限的「摩尔定律」带来出路，也成为全球半导体业者带来一个发展的新契机。

我国在半导体产业发展上已累积了多年经验，且已形成完整的上、中、下游生产链，因此对于奈米科技在电子、半导体相关产业上的应用也非常重视；以工研院目前正在进行中的奈米计画为例，其中奈米电子相关技术之研发即为重点项目之一。工研院电子工业研究所奈米电子元件技术组组长蔡铭进表示，目前奈米科技在电子产业与半导体产业方面的应用，一般较为人熟知的是在晶圆制程方面的技术，而在此一方面的技术研发，晶圆业者的脚步已经走在研究单位前面；工研院为与产业界有所区隔，将主要研发重点是在产业界较不容易自行开发──例如需要较长研发时间以及特殊研究设备──的相关技术。

国内奈米电子技术最快3～5年内迈入技转

目前工研院在奈米电子相关技术的研发主要是由电子所负责执行，其发展的三大项目包括记忆体、矽锗（SiGe）相关元件与其他新材料新元件的开发；在记忆体方面，以开发MRAM（Magnetic Random Access Memory；磁阻式随机存取记忆体）、 OUM（相变化记忆体）以及新非挥发性记忆体为主要开发技术内容，矽锗元件部分是著重在SiGe HBT技术与Strained Slicon元技术的开发，在其他新材料与元件的开发，则包括量子元件（Quantum Devices）、奈米碳管元件（CNT Devices）与高介电材料（High-K Dielectrics）的开发；参考(图一)、(图二)。

《图一 工研院奈米电子技术蓝图》 图片提供：蔡铭进

《图二 工研院奈米电子技术研发架构》 图片提供：蔡铭进

蔡铭进指出，工研院电子所正在进行的奈米电子技术开发，部分是与产业界在研发阶段即共同合作，此外则是由工研院负责所有的技术开发，再技术转移至产业界实际应用。预计MRAM、OUM等记忆体技术与矽锗元件相关技术可在3～5年之内开发完成，然后进一步迈入产业化应用阶段；而新元件与新材料的开发则因尚在初期研发阶段，要看到产业化的实现需要更长的一段时间。此外，工研院电子所亦已成功开发4吋奈米碳管场发射显示器（Carbon Nanotube Field Emission Display；CNT FED）原型，已可与产业界进行技术移转的合作事宜。 （CNT FED相关技术发展现况，请参考本单元「平面显示器的未来新星」一文）

电子产业如何掌握奈米商机？

奈米科技虽然已经在国内产业界掀起一阵热潮，包括传统产业与高科技产业皆视奈米为产业升级的良方，但已经可看到奈米科技应用荣景的还是以传统产业、生物科技产业为主，要看到奈米科技在电子高科技产业部份的应用，似乎仍需要一段时间。亦参与奈米国家型科技计画的国科会科学技术资料中心（简称科资中心）主任孟宪钰表示，目前全球奈米科技的产业化应用，确实​​是集中在传统产业部分，要想在电子、半导体产业看见奈米技术真正出现产业化应用，以过去人类科技发展的模式看来至少需要10～20年，而奈米技术在通讯、光电、电脑等领域的商品大量生产，也应是西元2050年以后才能见到的远景。

但孟宪钰也强调，二十一世纪的科技进展模式与二十世纪已经有很大不同，尤其高科技产业技术开发的速度在近年来不断大幅跃进，也许在某些关键技术有所突破的情况之下，还可将以上的预测时间缩短。而在奈米技术可达到量产的阶段之前，业者仍有许多可尝试的领域，包括已经有所成果的奈米级晶圆制造，以及奈米原材料的加工、奈米量测技术的发展等；根据美国国家科学基金会所做的预测，全球奈米科技在半导体相关产业，可于2010～2015出现3000亿元美金的产值，孟宪钰预估，台湾业者应能在其中把握3～5％的占有率，而若未来可继续往上争取到10％，即是300亿美金的庞大商机。

微机电亦为电子产业可掌握之先机

谈到奈米科技，有另一个常与奈米同时出现的名词──微机电系统（Micro-Electromechnical System；MEMS），亦是国内电子产业界在迈入奈米世界之前可掌握的市场契机；微机电技术虽属于微米（μm）等级，与技术尺度更小的奈米科技有很大的差异，但由于发展已经有一段时间的微机电，可以作为人类进入奈米科技研究的桥梁，因此许多奈米研究机构皆将微机电与奈米的研究结合在一起，我国的奈米国家型科技计画也把微机电技术纳入「学术卓越」的研究项目当中。

国科会北区微机电中心的张培仁教授表示，奈米是人类感官难以直接触及的世界，微机电在其中可扮演一个类似沟通介面的角色，对奈米科技的研究有所帮助，而奈米科技的进展亦可为微机电研究提供新方向，两者之间其实是可以相辅相成的，但就技术的产业化方面来看，奈米科技除了在市场需求上仍不若微机电来得大，大部分技术也仍在研发阶段，因此微机电产业或许是国内半导体业者在前进奈米世界之前可以先投入研究的领域。（有关微机电产业发展详细现况，请参考本单元「解析微机电系统技术之应用与发展现况」一文）

结语

国内的奈米技术研发与产业化工作虽然在紧锣密鼓中进行，但奈米技术的产业化并非一蹴可几，再加上我国在奈米科技研发的起步较晚，和欧、美、日等国的技术水准难免有所差距，因此也需要更大的努力，集合国内相关资源，并与其他各国在相关技术与知识领域上相互交流，才能赶上世界的脚步。

奈米科技由于其尺度的微小化，因此一般概念认为其对半导体产业的影响，仅在电子元件的微小化与增加电晶体密度技术的演进，事实上，属于介观世界的奈米科技，是一个几乎可以无限扩张的领域，将为整个产业界带来全面性的革命。孟宪钰认为，奈米电子发展到最后将会朝向「仿生物电子学」的趋势发展，也就是访生物特性晶片技术的发展，奈米科技的产业化将是跨领域的应用，相关市场有极为庞大的想像空间与成长潜力。

孟宪钰认为，台湾在奈米科技的发展上，除了继续目前的相关政策推广，还可从教育着手，在人才的培养上投注心力，建立国内奈米科技知识的良好基础，更应该积极在国际间争取奈米产品规格的制定，才能在全球市场中拥有竞争优势；此外由于中国大陆是许多奈米材料的原生产地，台湾在技术上也许较为先进，但在天然资源上相对较显缺乏，未来台湾与大陆若能在奈米科技的发展上进行交流、互通有无（如我国可由大陆进口奈米原材料，发展奈米材料二次加工相关产业），也是对我国极为有利的发展方向。

奈米科技确实已经成为二十一世纪全球产业革命的主要动力，但面对这个过度被炒热的名词，产业界在追逐商机之余也应该先具备对奈米的深入了解；张培仁就指出，所谓「万丈高楼平地起」，几乎没有一种科技的发展是可以在没有根基的情况之下，就在短时间之内有成果展现，一旦全球产业界一窝蜂抢进奈米的热潮消退，实力才是最重要的竞争利基。为此，台湾在建构奈米科技产业化的美丽愿景过程中，更应该以一步一脚印的精神打好基础，才能在国际舞台上有最完美的展现。