逢甲大學電子工程學系成立於民國61年，時光飛逝，轉眼間電子系今年邁入第50年。在過去50年，逢甲電子系培育眾多人才，截至目前畢業系友(學士/碩士)約有七千多人，畢業系友發揮所學在各行業適才適所，為國家社會及產業進步而努力奉獻，每位學長姐都是各行業的關鍵人物或成就卓越，讓母系倍感榮耀。近年電子產業再次起飛，因新冠肺炎疫情與中美貿易問題，全球半導體產能與車用晶片短缺下，讓半導體、電子元件及積體電路與晶片設計(IC/Chip設計)產業成為國家與世界關注的重點產業。電子工程學系一直致力於半導體與IC設計的專業課程與人才培育，如圖(一)電子系專業課程上課與學生實作相關照片。雖然大學新生在入學時常搞不清楚逢甲大學電子系與電機系的專業課程與未來發展，但經由電子系的實質課程與未來就業介紹，新生都堅定的選擇逢甲電子系來就讀。目前半導體元件的技術發展已達奈米尺度(1 nm)，下一世代即為小於1奈米的A世代尺寸(1A=1×10-10 m)，相信未來的半導體技術發展，將持續往更小尺寸的A級世代發展。以下將介紹系上與目前業界相關電子產業領域與未來相關技術發展與應用。
圖一 電子系專業課程上課與學生實作相關照片
(1)半導體與電子元件發展 (電子系-郭柏儀老師)
摩爾定律下，電晶體尺寸的微縮已面臨物理極限的考驗，如何超越摩爾定律(More than Moore)是近幾年來半導體元件的研究重點。其中垂直堆疊之單石(monolithic)三維積體電路(three-dimension integrated circuits, 3D-ICs)技術是解決上述問題最重要的方法之一，近年來人工智慧與物聯網的快速發展，為因應其高效能與低功耗之需求，發展單石三維積體電路(monolithic 3D-ICs)的架構日趨重要;單石三維積體電路能將不同功能的元件與電路垂直堆疊在同一片晶片上，能提高元件密度並降低訊號傳輸延遲，使系統效能更好並降低功耗。見圖(二)(a)。
在元件持續微縮至奈米尺度趨勢下，具有良好閘極控制能力之立體非平面元件結構被相繼研發出來，代表性的元件結構如鰭式場效應電晶體(FinFETs)；未來具閘極全環繞 (gate-all-around, GAA)之半導體奈米線場效應電晶體，具有更優異的電特性與尺寸微縮能力，在未來元件尺度微縮上佔有舉足輕重的角色[1]，見圖(二)(b)。
本人主要研究方向為前瞻低溫複晶矽(Low Temperature Poly-Silicon, LTPS)與氧化物半導體(Oxide Semiconductor, OS)奈米線&奈米薄片(Nano-Sheet, NS)元件，將低溫複晶矽元件(LTPS)與氧化物半導體(OS)元件結合以實現低功耗電路，稱為低溫複晶氧化物(Low Temperature Polycrystalline Oxide, LTPO)，可以應用於單石三維積體電路之後段製程相容元件，也可應用於高解析度顯示器畫素與驅動電路上，以達到均勻、快速與更佳省電節能效果。
圖三 HEMT高速元件俯視圖
(2)5G通訊高速元件與AI無人搬運車介紹
(電子系-王通溫老師)
電子工程系研究的領域廣泛，由基礎的材料研發、元件結構與積體電路的設計、AI人工智慧與5G通訊的研究皆為本系涵括的範疇，以下就III-V族半導體與AI無人搬運車介紹。
近年5G的發展，現今的通訊頻段已漸往高頻段遷移，基地台與通訊裝置需要高效能的射頻元件，使氮化鎵(GaN)為主的半導體材料迅速發展。一般III-V族材料與成熟的砷化鎵(GaAs)元件及橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)元件相比，氮化鎵彌補了砷化鎵功率較低和LDMOS最高工作頻率只到3GHz的缺點，是目前射頻元件最適合的材料。氮化鎵材料可用的基板為GaN-on-Si、GaN-on-SiC、GaN-on-diamond等選擇，一般商業量產技術可成長8吋晶圓為技術的主流。圖(三)為HEMT高速元件俯視圖 [2]，元件特性已達商業量產規格。
隨著人工智慧的演進，嵌入式裝置與邊緣運算載具已蓬勃發展，智慧化無人運輸亦是目前系所發展的重點。自主駕駛具有三個關鍵技術，亦即環境感知、高精度地圖、駕駛決策等技術結合，包含車輛部署攝影機、激光雷達等感測器，車輛不需要人員即能夠具有環境感知能力，應用於物流機器人可減少人接觸的機會，可為受疫情影響地區的物資提供便利性，無人搬運車(AGV/AMR)的操作講求精準的定位能力，隨移動裝置定位精準度的要求越來越高，5G通訊可協助改善定位延遲，將準確度降至公分等級的誤差。
半導體技術朝向A世代發展，電子元件與產品的性能將快速提升，未來科技將更智能化、多功能性與多應用層面。因此未來科技將加速提升人類生活便利性與智慧化。
*參考資料於下期(逢甲人月刊347期)一併刊登
所領導的團隊以「駕馭超進化之智慧電子避震系統」技術脫穎而出，榮獲2023未來科技獎。.webp)
