工研院電光系統所所長張世杰：布局臺灣半導體下一個50年

【撰文／陳怡如】

1977年，工研院打造臺灣首座4吋晶圓廠，催生聯華電子；1986年，再造臺灣首座6吋晶圓廠，揭開全球晶圓代工龍頭的傳奇序幕。40年後，工研院再啟動院內晶圓製造能量，12吋晶圓廠「先進半導體研發基地」日前動土，超前部署前瞻技術，強化臺灣在全球半導體產業的關鍵地位。

臺灣半導體產業發展至今，已經成為AI時代不可或缺的關鍵力量。由經濟部攜手國發會、國科會共同打造的「先進半導體研發基地」於工研院中興院區正式動土，將協助國內中小型IC設計、材料與設備業者，提供少量、多樣的研發測試、驗證與試製環境，預計於2027年底完工。

這座研發基地的定位為何？為何鎖定後段製程？對設備、材料與人才生態系的價值是什麼？針對此座具有里程碑意義的「先進半導體研發基地」，我們專訪到負責規劃與建置的工研院電子與光電系統研究所所長張世杰，深入解析其布局。以下是專訪摘要：

1977到2027年　臺灣半導體重大轉折點

記者問（以下簡稱問）：工研院第一座晶圓廠落成在1977年，「先進半導體研發基地」也預計在2027年完工，您如何看待這兩個時間點，在臺灣科技發展史上的意義？

張世杰答（以下簡稱答）：1977年是臺灣投入半導體的起點，如今AI浪潮帶動全球半導體爆發，也是世界看到臺灣半導體產業的關鍵時刻，兩者都是臺灣半導體發展的重大轉折點。此時在政府支持下，設立新的晶圓廠意義格外重大，未來業界將有新的研發基地，為臺灣半導體產業打下堅實後盾。

新廠計畫始於2023年，當時工研院雖有8吋晶圓廠，但目前許多先進製程和機台設備皆針對12吋晶圓廠規劃設計，整體規模、樓高和承重大不相同；加上當時全球高度關注臺灣半導體業，政府認為工研院肩負臺灣科技研發重任，要做更前瞻的研發，一定要有符合當代標準的12吋廠環境。

鎖定後段製程　研發能量升級

問：工研院這座12吋廠的定位為何？與商業的晶圓廠有何不同？

答：新廠比照業界標準建置，並找來業界專家親自指導設計，讓研發環境更貼近全球一線晶圓廠的實務標準。與業界晶圓廠的量產導向不同，工研院12吋廠主要擔綱研發，鎖定半導體後段製程，包含各個元件在晶圓上的布線互連等關鍵步驟，目前許多技術研發和特殊電晶體，都集中在這一段上，是現代晶片整合與效能提升的核心。

鎖定後段製程有其用意，前段製程在台積電等國際大廠的競爭下，已進階至1、2奈米，全世界都很難追趕，進入門檻極高；反觀後段製程卻有很多變化，可做特殊電晶體，也能做前瞻記憶體，發揮空間極大。

問：除了晶圓試製，12吋廠還有哪些功能？提供哪些服務？

答：過去8吋晶圓廠僅可滿足200奈米的研發需求，未來12吋晶圓廠可進階至20奈米，適合進行各種前瞻研究，如矽光子、量子運算、單晶圓同質整合、三五族半導體等。未來設備商、材料商、半導體製造廠、記憶體廠還有學界，都能在新廠進行研發、測試、驗證，為業界注入新的研發能量，也解決業者長久以來的測試痛點。

問：我們幫業界解決哪些問題？

答：過去設備商或材料商要驗證產品非常困難，晶圓大廠量產線停機成本太高，不輕易接受測試；部分中小型設備廠僅有單一功能設備，缺少其他設備一同搭配測試運作效能，找實際生產環境的驗證難度很高。未來新廠落成後，廠商能直接將設備移入，在標準產線環境下測試完整流程，加速產品落地時間，我們不僅要做業界重要的研發基地，也在幫助臺灣廠商升級。

扶植更多臺灣廠商　催生完整產業鏈

問：先前台積電捐贈的機台，會用在這座研發基地嗎？

答：這次新廠除了有「晶創臺灣方案」大力支持，2024年時任經濟部部長王美花促成台積電捐贈的3部12吋半導體高階設備，包含化學蝕刻、疊對量測與關鍵尺寸量測設備，未來也會投入新廠使用。蓋廠與添購設備所費不貲，台積電捐贈設備能讓工研院以最精簡的成本，創造最大的研發能量，十分感謝。

問：這項布局對臺灣半導體產業的意義與價值是什麼？

答：雖然我們看到臺灣在晶片製造上傲視全球，但在設備、材料還有製程端仍有缺口，例如半導體材料、設備都要向國外採購，但近來因地緣政治和韌性議題發酵，臺灣的材料、設備廠商也開始嶄露頭角，「先進半導體研發基地」就可以協助他們做更前瞻的研發。

在技術研發之外，新廠對培育半導體人才也很有幫助。未來新廠將有百人工程師團隊進駐，不僅能投入更多的前瞻研究，也會吸引更多人才加入工研院。工研院是臺灣很重要的人才資源庫，透過人才在產學研間流動，形成技術升級的良性循環。

台積電就像一艘大型航空母艦，旁邊需要許多小型護衛艦，不斷補給研發能量，雙方一同成長。此時就是一個很好的機會，透過工研院新廠帶領這些小船一起進攻，扶植更多臺灣廠商。

問：工研院在1977與1986年建造的晶圓廠，都衍生了新創公司，你對這座「先進半導體研發基地」的期待是什麼？

答：半導體技術與資本，與當年已不可同日而語，我期待這座廠未來或許可以生出屬於臺灣的，新的設備商、材料商或新的商業服務模式，讓臺灣半導體不只有晶圓製造稱霸，而是有完整產業鏈，繼續開創下一個黃金50年。