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奈米元件技術發展與應用

奈米元件技術發展與應用. 蔡宗叡 博士 (Ph.D Jung-Ruey Tsai). 亞洲大學光電與通訊工程學系. OUTLINE. 一、產品沿革 1.1奈米之意義 1.2奈米發展歷程 1.3奈米科技之領域 二、產品分析 2.1奈米材料的應用 2.2奈米生物醫學技術的應用 2.3奈米在化妝品上的應用. OUTLINE. 三、市場分析 3.1奈米科技市場 3.2世界奈米技術的市場前景 3.3英國對奈米技術的預測 四、競爭分析 五、 SWOT 分析 六、 各國家的奈米科技發展 結論. 一、產品研革.

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奈米元件技術發展與應用

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  1. 奈米元件技術發展與應用 蔡宗叡 博士 (Ph.D Jung-Ruey Tsai) 亞洲大學光電與通訊工程學系

  2. OUTLINE • 一、產品沿革 1.1奈米之意義 1.2奈米發展歷程 1.3奈米科技之領域 • 二、產品分析 2.1奈米材料的應用 2.2奈米生物醫學技術的應用 2.3奈米在化妝品上的應用

  3. OUTLINE • 三、市場分析 • 3.1奈米科技市場 • 3.2世界奈米技術的市場前景 • 3.3英國對奈米技術的預測 • 四、競爭分析 • 五、 SWOT 分析 • 六、各國家的奈米科技發展 • 結論

  4. 一、產品研革 • 奈米科技是二十一世紀集大成科技，其中包括了奈米物理學、奈米化學、奈米材料學、奈米生物學、奈米電子學、奈米加工學、奈米力學等七領域

  5. 1.1 奈米之意義 1 奈米(nanometer) = 十億分之1 米(10-9 m) 人高 針頭 紅血球 分子及DNA 氫原子 100萬 奈米 1千 奈米 1 奈米 20億 奈米 0.1 奈米

  6. 奈米有多小?  彈珠/地球比 大約是頭髮直徑的十萬分之一

  7. 蓮花效應 (自然界的奈米結構) Lotus effect • 粗糙表面 – 蓮葉 • 光滑表面 (www.botanik.uni-bonn.de/system/lotus/en/video/video_gesamt.html)

  8. 全世界最小的吉他 (nanoguitar) 電子束蝕刻術(electron beam lithography) Cornell University

  9. 1.2 奈米發展歷程 • 1959年，奈米科技源起(美-理查德.費因曼)。 • 1961年，開始微小奈米粒子的研究(蘇格蘭-葛瑞漢)。 • 1962年，量子限制理論(日-久保亮武)，解釋金屬微粒子的能量不連續。 • 1984年，奈米材料第一次科學應用(德-葛雷特) • 1985年，發明原子顯微鏡(美-奎特)

  10. 二、產品應用分析 2.1奈米材料的應用 • a.奈米複合技術、塑料、橡膠和纖維的改性。 • b.奈米功能塗層材料的設計及應用 • c.奈米材料在能源和環保的應用。

  11. 2.2 奈米生物醫學技術的應用 • a.早期疾病診斷(尤其是腫瘤和癌症)。 • b.奈米標記技術不久將在生物及化學方面發揮重要作用。 • c.作為細胞內部生化或電性質檢測的器件 • d.新的抗癌療法。 • e.藥物奈米技術。

  12. 奈米保養品 一般保養品 2.3 奈米在化妝品上的應用 • 奈米講求的極微細化，強化保養品的吸收效果。

  13. 三、市場分析 • 3.1奈米科技市場 : 知名矽谷創投業者朱維森表示 : 「儘管現在就判定網際網路已經出局，有些言之過早，但毫無疑問的，奈米科技將是下一波科技產業的新潮流。」

  14. 3.2 世界奈米技術的市場前景 • 奈米技術的開發，就像電腦依賴真空管到電晶體到積體電路到超大型積體電路，可見器件的尺度愈來愈小，相對邏輯元件的成本和性能卻高。

  15. 類別 世界 日本 22005 佔佔有 % 22010 年 佔佔有 % 22005 佔佔有 % 22010 年 佔佔有 % 資訊電子 26,483 27.1 671,884 50.6 9,144 38.8 138,649 50.7 ‧半導體 2,615 2.7 267,097 20.1 934 4.0 58,956 21.6 網路器件 23,868 24.4 107,188 8.1 8,210 34.8 23,233 8.5 資訊儲存 0 - 51,593 3.9 0 - 30,323 11.1 生物奈米感測器 0 - 1,986 0.1 0 - 392 0.1 ‧其它 0 - 244,020 18.4 0 - 25,745 9.4 製程、材料 15,896 16.3 415,924 31.3 4,717 20.0 89,079 32.6 航空、宇宙 29,281 30.1 88,220 6.6 1,316 5.6 3,965 1.5 環境、能源 5,619 5.7 61,309 4.6 1,131 4.8 15,932 5.8

  16. 3.3 英國對奈米技術的預測 • 與市場有緊密聯繫或已具有市場的奈米技術 • 預測奈米技術的中長應用

  17. 四、競爭分析 • 奈米技術用於各種的產業，包含了生物科技、醫療生命科學、資訊技術（IT）及電子科技…等，美國與日本每年均投入五億美元之研究發展預算於此領域，因為奈米技術會帶來產業與生活上之一大變革，可以稱之為「新產業革命」。

  18. 2002 單位 2000 2001 美國 十萬美元 270 422 519 日本 投資額度與美國相仿 歐洲 百萬美元 1,300 (2002-2006) 184 ~200 台灣 百萬美元 580 (2002-2006) ~5 ~7 各國表6對奈米科技的投資一覽表 註：美國NSF預估，到2015年時，奈米科技相關的產品及服務的年總產值約為1兆美元。

  19. 奈米科技分為由上往下的TOP DOWN型，與由下往上之BOTTOM UP型兩種 台灣未來奈米的發展重點為最有前景的五大產業：下頁

  20. 五、SWOT 分析 (S)醫療優勢： 綠纖維降低SARS的感染機會。 (W)奈米劣勢： 費時、費資金而又未必有立即性的 研發突破。

  21. (O)奈米機會： 可促使未來興新產業的發展。 (T)奈米威脅： 從我們尋找資料中，目前奈米科技尚無威脅。

  22. 六、各國家的奈米科技發展 • 美國的發展：優先發展重點 (1)發展有效率的奈米產業。 (2)生化放射、易爆物質的偵測與防護。 (3)新一代工業勞工的教育與訓練。 (4)奈米科技產業革命的勞資關係與政 策。

  23. 英國的發展：重大影響 (1)資訊技術 (2)電子與電腦 (3)生物與醫學 (4)化工與精密產業

  24. 歐盟的發展： (1)生活品質主題專案：十五項奈米生物科技計畫。 (2)資訊社會技術專案：十五項奈米電子元件計畫。 (3)生長專案：二十項奈米材料計畫。

  25. 台灣的發展： (1)國科會規畫與推動「奈米材料 尖端研究計畫」。 (2)教育部「卓越計畫」。 (3)中研院主題研究計畫。

  26. 結論

  27. Challenges for Multi-gated FinFet Transistor • Shadowing effect for dense pattern • Nonuniform Source/Drain Doping Profile

  28. Fabrication of Junctionless nano-scaled Transistor

  29. Nano-Scaled Flash Device

  30. Nano-Scaled Flash Device

  31. Nano-Scaled Flash Device

  32. Nano-Scaled Flash Device

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