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1 第 六 章 第 六 章 科 技 服 務 群 組 科 技 服 務 群 組 第 六 章 科 技 服 務 群 組 一 群 組 概 況 由 於 製 造 業 外 移 與 全 球 產 業 分 工 轉 移, 傳 統 以 委 託 製 造 為 主 之 產 業 型 態 已 不 足 以 支 撐 我 國 國 民 之 高 就 業 率 及 經 濟 成 長, 而 服 務 業 具 有 較 佳 之 就 業 人 口 支 持 力, 也 是 先 進 國 家 最 重 要 的 產 業 型 態 因 此, 推 動 科 技 服 務 產 業 及 社 會 應 用 發 展 是 我 國 政 府 近 年 來 重 要 的 科 技 施 政 方 向, 也 是 先 進 國 家 改 善 國 民 生 活 品 質 和 維 持 經 濟 成 長 的 普 遍 性 策 略 鑒 於 我 國 資 通 訊 製 造 業 在 國 際 上 占 有 舉 足 輕 重 的 地 位, 而 國 內 資 通 訊 基 礎 建 設 在 國 際 評 比 上 也 名 列 前 茅, 因 此 推 動 科 技 化 服 務 產 業 被 認 為 是 促 進 我 國 發 展 服 務 經 濟 和 知 識 經 濟 的 關 鍵 措 施 本 群 組 計 畫 係 以 扣 合 智 慧 臺 灣 建 設 計 畫 推 動 六 大 新 興 產 業 資 通 訊 技 術 (ICT) 加 值 傳 統 產 業 等 國 家 重 要 政 策 為 主, 以 期 促 成 產 業 轉 型, 也 有 利 於 國 民 生 活 品 質 之 提 升 本 群 組 計 畫 主 要 包 括 國 科 會 經 濟 部 法 務 部 交 通 部 教 育 部 內 政 部 警 政 署 農 委 會 及 文 建 會 在 科 技 服 務 領 域 規 劃 推 動 之 科 技 計 畫 其 中 以 經 濟 部 計 畫 件 數 及 經 費 占 最 大 宗, 計 畫 分 屬 工 業 局 技 術 處 商 業 司 智 財 局 中 小 企 業 處 標 檢 局 等 經 濟 部 根 據 其 完 善 產 業 創 新 政 策 規 劃 與 發 展 環 境 強 化 產 業 創 新 研 發 能 量 引 領 產 業 升 級 與 開 創 新 局 落 實 永 續 能 / 資 源 與 環 境 保 護 等 施 政 重 點, 提 出 本 群 組 之 科 技 計 畫 工 業 局 在 本 群 組 所 提 計 畫 件 數 和 經 費 最 高, 計 畫 屬 性 也 相 當 廣 泛, 幾 乎 涵 蓋 各 種 產 業 之 輔 導 及 國 家 新 興 產 業 發 展 政 策 之 推 動 技 術 處 著 重 雲 端 運 算 技 術 及 智 慧 生 活 科 技 運 用 中 小 企 業 處 推 動 多 項 計 畫, 以 多 元 方 式 提 升 我 國 中 小 企 業 之 科 技 運 用 能 力, 進 而 促 進 中 小 企 業 之 經 營 競 爭 力 標 準 檢 驗 局 的 計 畫 以 建 構 優 質 生 活 健 康 照 護 低 頻 無 線 能 源 計 量 及 新 興 顯 示 路 標 準 檢 測 技 術 為 主 智 慧 財 產 局 之 計 畫 旨 在 發 展 專 利 數 位 化 及 檢 索 技 術 商 業 司 則 透 過 多 項 科 技 計 畫, 一 方 面 強 化 傳 統 商 業 運 用 ICT 加 值 能 力, 另 一 方 面 發 展 新 興 科 技 化 商 業 服 務 國 科 會 計 畫 以 國 家 實 驗 研 究 院 各 中 心 執 行 之 科 技 計 畫 為 主, 涵 蓋 太 空 科 技 同 步 輻 射 奈 米 科 技 晶 片 實 作 高 速 運 算 與 網 路 生 技 醫 療 器 材 防 災 科 技 儀 器 科 技 等 等, 其 主 要 目 的 在 於 提 供 學 術 研 究 服 務, 多 屬 於 上 游 之 基 礎 研 究 農 委 會 配 合 新 世 紀 第 三 期 國 家 建 設 計 畫, 以 農 產 品 安 全 管 理 及 資 訊 服 務 e 化 為 重 點 推 動 方 向, 希 望 保 障 消 費 者 之 權 益, 亦 能 協 助 建 立 農 產 品 之 高 值 化 形 象 交 通 部 計 畫 著 重 於 陸 海 交 通 設 施 營 運 技 術 提 升 與 無 線 射 頻 辨 識 (RFID) 智 慧 化 海 空 運 供 應 鏈 資 訊 平 臺 之 開 發 法 務 部 及 內 政 部 警 政 署 的 計 畫 以 鑑 識 科 技 之 研 發 與 應 用 為 主 軸, 希 冀 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 973

2 第三篇 科技活動與成就 應用研究與技術發展 藉以提高法務及警政單位犯罪偵防及矯正 二 重要成果 工作之品質 教育部計畫旨在鼓勵大專院 校強化產學合作能量 並結合地區性產業 及廠商進行合作 文建會則配合政府推動 文化創意產業 將科技與表演藝術結合 為文創加值之政策 規劃執行展演藝術科 一 太空科技發展計畫 8/15 國科會 第 2 期太空科技計畫 自 93 年起至 107 年止 共計 15 年 將延續第 1 期太空 科技計畫的成果 並以建立完整的自主太 空科技能量及運用衛星技術與資料滿足民 技化相關科技計畫 科技服務群組策略將科技應用從產業 導向視野轉移至以滿足庶民生活需求及提 升生活品質為主之視野 希望從擴大國民 生活對科技服務需求之成效中 帶動國內 新興服務產業之發展 在以內需為基礎的 科技服務產業得以發展後 即可基於消費 者體驗回饋及目標外銷市場需求特性 輔 導產業界將落實科技服務之解決方案轉化 為具有國際競爭優勢之外銷產品 以促成 生需求為目標 100 年度太空科技發展計 畫內容包含 1. 福衛五號計畫 持續進行 遙測衛星相關技術研發 發展自主衛星科 技能力 2. 次軌道科學實驗計畫 建立酬 載回收及減低滾轉功能之火箭技術並完成 探空火箭八號飛試初步設計審查 3. 國際 科學研究計畫 進行前瞻性科學研究與科 學儀器研製 參與國際科學衛星及前瞻太 空科學研究合作計畫 4. 太空科技服務計 畫 運 用 國 家 太 空 中 心 所 累 積 之 技 術 能 我國產業順利轉型 96 至 100 年度科技服務群組投入經費 量 提供產學研界所需的太空科技技術與 服務 5. 基礎設施維護計畫 維護及提升 與人力如圖 國家太空中心地面系統 專業實驗室等設 စຳȞԼ ϰȟ 14,000 13, ,000 10,000 10, , , , , , ,000 4,000 2,000 0 ĺķ ĺĸ ĺĺ Ԓ ĺĺ IJıı 圖 科技服務群組投入經費與人力 資料來源 年鑑工作小組整理自政府各部門統計資料 註 經費為預算數 1. 福爾摩沙衛星五號邁向新里程碑 6,000 福爾摩沙衛星五號 福衛五號 為國 5,000 家太空中心自主研製對地解析度黑白 2 米 4,000 Ԓ Լ ϰ 4,341.1 本計畫相關重要成果如下所述 8,000 7,000 11, , ,000 施 持續進行關鍵技術研發及任務發展 ΩȞ Ԓȟ 彩色 4 米之光學遙測衛星 其中遙測酬載 3,000 完全由國人自主研發 整合了儀科中心與 2,000 晶片中心之技術能量 及與國內產研界共 1,000 同合作發展相關的關鍵技術及元件 0 福衛五號將運行於 720 公里太陽同步 圓形軌道 以 104 年發射為目標 100 年完 成 衛 星 本 體 細 部 設 計 審 查 Bus CDR 影像處理系統細部設計審查 IPS CDR 地面系統之系統驗收及發射載具細部設計 審查 LV CDR 等多項工作 974 中華民國科學技術年鑑

3 第 六 章 科 技 服 務 群 組 自 主 發 展 關 鍵 元 件 則 完 成 衛 星 電 腦 (CDMU) 及 電 力 控 制 與 分 配 單 元 (PCDU) 工 程 體 之 功 能 與 環 境 測 試 飛 行 軟 體 (FSW) 新 版 本 設 計 發 展 與 驗 證 衛 星 工 程 發 展 體 之 電 力 次 系 統 控 制 功 能 驗 證 工 作 等 ( 圖 3-6-2), 福 衛 五 號 計 畫 已 由 設 計 發 展 階 段, 正 式 邁 入 元 件 製 造 測 試 階 段 2. 混 合 式 探 空 實 驗 火 箭 發 射 成 功 國 家 太 空 中 心 自 86 年 起 推 動 探 空 火 箭 計 畫, 結 合 國 家 太 空 中 心 系 統 發 展 與 任 務 整 合 能 量 中 科 院 探 空 火 箭 技 術 與 學 術 界 研 發 需 求, 發 展 探 空 火 箭 與 科 學 酬 載, 執 行 臺 灣 上 空 50~300 公 里 空 域 科 學 研 究, 並 做 為 太 空 規 格 元 件 的 驗 證 平 臺, 及 培 育 科 技 人 才 截 至 100 年 底 止, 共 執 行 探 空 計 畫 7 次 任 務, 完 成 5 項 電 離 層 實 驗 儀 器 及 4 項 太 空 元 件 工 程 體 發 展, 成 功 執 行 5 次 科 學 實 驗, 成 果 並 發 表 論 文 於 Computers & Fluids 等 期 刊 及 國 際 研 討 會 探 十 一 先 期 研 究 方 面, 國 家 太 空 中 心 與 國 內 大 學 團 隊 合 作 發 展 的 混 合 式 實 驗 火 箭 先 期 研 究 計 畫, 本 次 採 用 先 進 的 混 合 式 火 箭 推 進 系 統 設 計, 提 升 整 體 的 推 進 效 率, 於 100 年 5 月 31 日 及 9 月 3 日 執 行 發 射, 挑 戰 了 13 公 里 新 高 及 驗 證 通 訊 遙 傳 能 力 之 提 升 本 計 畫 由 交 通 大 學 及 成 功 大 學 2 個 研 究 團 隊 執 行, 本 次 為 成 功 大 學 團 隊 的 飛 試 任 務 混 合 火 箭 的 飛 試 搭 載 了 國 家 太 空 中 心 及 國 內 學 界 研 製 之 測 試 儀 器, 火 箭 飛 行 的 資 料 順 利 地 經 由 無 線 電 通 訊 下 傳 至 地 面 接 收 系 統, 這 些 資 料 將 再 進 一 步 分 析, 以 評 估 火 箭 系 統 的 整 體 性 能, 此 次 飛 試 所 展 示 混 合 式 實 驗 火 箭 性 能 的 提 升, 對 大 學 研 究 團 隊 在 太 空 科 技 發 展 與 應 用 上, 是 再 一 次 的 肯 定 與 鼓 舞 ( 圖 3-6-3) 3. 福 爾 摩 沙 衛 星 二 號 遙 測 影 像 協 助 國 內 外 災 防 福 爾 摩 沙 衛 星 二 號 ( 福 衛 二 號 ) 是 臺 灣 第 1 枚 遙 測 衛 星, 於 93 年 5 月 21 日 成 功 發 射, 進 入 距 地 球 表 面 891 公 里 的 太 陽 同 CDMU EM PCDU EM EU Prototype FORMOSAT-5 CMOS Image Sensor FSW Verification Platform 圖 福 衛 五 號 自 主 關 鍵 元 件 資 料 來 源 : 國 家 太 空 中 心 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 975

4 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 混 合 式 火 箭 發 射 發 射 準 備 混 合 火 箭 推 力 測 試 圖 混 合 式 探 空 火 箭 發 射 作 業 資 料 來 源 : 國 家 太 空 中 心 步 軌 道 飛 行, 福 衛 二 號 任 務 為 對 臺 灣 及 全 球 陸 地 及 海 域 進 行 近 實 時 之 遙 測 作 業, 它 在 白 晝 地 區 拍 攝 的 影 像 資 料 可 應 用 於 國 土 規 劃 資 源 探 勘 環 境 保 護 防 災 救 災 等 當 衛 星 運 行 到 黑 夜 地 區 (eclipse) 時, 進 行 對 高 層 大 氣 向 上 閃 電 之 自 然 現 象 科 學 觀 測, 觀 測 結 果 提 供 科 學 實 驗 研 究 因 此, 福 爾 摩 沙 二 號 之 任 務 係 兼 具 遙 測 與 科 學 兩 大 任 務 在 影 像 拍 照 方 面, 福 衛 二 號 除 了 例 行 的 拍 照 任 務 外, 在 支 援 國 內 外 環 境 及 災 害 監 控 部 分 包 括 :100 年 國 內 南 瑪 督 颱 風 艾 莉 颱 風 蘇 花 公 路 崩 塌 等 事 件, 國 家 太 空 中 心 均 在 第 一 時 間 內 遞 交 福 衛 二 號 監 控 影 像 予 相 關 單 位, 以 全 力 協 助 救 防 災 決 策 與 相 關 作 業 於 國 際 間 持 續 與 守 望 亞 洲 (Sentinel Asia) UNOSAT International Charter 及 泰 國 GISTDA 等 遙 測 衛 星 組 織 合 作, 提 供 福 衛 二 號 影 像 資 料 協 助 全 球 災 害 調 查 救 災 工 作 及 與 環 境 變 遷 等 研 究 100 年 間 共 支 援 56 次 緊 急 取 像 需 求, 包 括 日 本 311 大 地 震 之 連 續 取 像 ( 圖 3-6-4) 泰 國 水 災 之 淹 水 判 釋 及 美 國 新 墨 斯 哥 州 野 火 等, 充 分 展 現 福 衛 二 號 對 臺 灣 及 國 際 社 會 之 重 要 性 為 有 效 將 防 救 災 影 像 資 料 交 付 相 關 單 位, 國 家 太 空 中 心 除 與 國 內 資 料 分 送 中 心 合 作 外, 並 參 與 國 研 院 發 展 地 球 觀 測 近 即 時 高 解 析 三 維 環 境 應 用 平 臺 整 合 型 計 畫, 結 合 國 家 災 防 中 心 國 家 高 速 網 路 中 心 等 進 行 合 作 以 建 立 一 國 內 防 救 災 資 料 提 供 標 準 作 業 程 序 4. 福 爾 摩 沙 衛 星 三 號 提 升 氣 象 預 報 精 準 度 福 衛 三 號 於 95 年 4 月 15 日 在 美 國 加 州 范 登 堡, 以 一 箭 六 星 方 式 成 功 發 射 世 界 首 創 的 微 衛 星 氣 象 星 系 100 年 屆 滿 5 周 年, 福 衛 三 號 星 系 自 在 太 空 軌 道 上 運 轉 5 年 來, 迄 今 共 計 接 收 到 大 氣 資 料 256 萬 筆, 電 離 層 資 料 264 萬 筆, 全 球 總 共 有 57 個 國 家 1,700 餘 人 之 註 冊 使 用 者, 使 用 福 衛 三 號 資 料 從 事 相 關 氣 象 預 報 及 學 術 研 究, 成 績 斐 然, 被 國 際 間 譽 為 最 精 準 的 太 空 溫 976 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

5 第六章 科技服務群組 圖 日本 311 大地震之連續取像 資料來源 國家太空中心 度計 也被評為對未來氣象測候最具影 界人員執行尖端基礎與應用研究 以期能 響力的系統之一 提升我國科學研究之水準及國際地位 該 福衛三號星系系統的部署 在科學研 中心執行之重大科技建設計畫 臺灣光子 究上亦有許多重大的突破 例如在電離層 源 Taiwan Photon Source, TPS 同步加速器 研究方面 科學團隊針對發掘赤道異常 興建計畫 目前正依規劃進度積極進行 大氣停駐波 夜間中緯度異常 電漿洞 興建工程 預定於 102 年興建完成 103 年 電 漿 匱 乏 灣 等 研 究 科 學 成 果 豐 碩 另 開放使用 100 年度內 在加速器與實驗 外 對於南極上空平流層溫度垂直結構的 設施方面均有眾多的重要成果 例如第 3 連續觀測 全球氣候監測 聖嬰現象 颱 座 超 導 多 極 增 頻 磁 鐵 In-Achromat 風路徑預報 電離層對於地震現象測量等 Superconducting Wiggler, IASW 已進入正常 亦有許多科研成果 獲得國際知名期刊 運轉磁格中 並讓取此光源的生技醫藥蛋 如 Nature Science TAO 白質結晶學光束線 光束線編號 BL15 得 BAMS Spectrum Geoscience 以順利運作 同時 發表於國際知名科學 and 期刊論文的質與量呈現大幅成長 研究成 Remote Sensing ECMWF 及 JCSDA Newsletter 顯著報導 二 財團法人國家同步輻射研究中心發 展計畫 國科會 國家同步輻射研究中心設立宗旨為有 果相當豐碩 本計畫相關重要成果如下所 述 1. 維持加速器與實驗設施之穩定運轉及良 好服務 效運轉與利用同步加速器及其周邊實驗設 國家同步輻射研究中心之同步加速器 施 提供高品質之光源 供全國各產學研 光源設施服務以提供良好之運轉效率與穩 中華民國科學技術年鑑 977

6 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 定 之 光 源 品 質 為 首 要 目 標 100 年 度 加 速 器 總 運 轉 時 數 為 7,555 小 時, 運 轉 效 率 達 96.9%, 電 子 束 穩 定 度 指 標 ( I 0 /I 0, 光 束 強 度 變 化 值 比 例 )< 0.2% 之 時 段 佔 用 戶 可 用 時 間 之 百 分 比 達 到 97.3%,100 年 1~12 月 用 戶 可 使 用 時 段 佔 排 定 用 戶 運 轉 時 間 5,818 小 時 的 95.9% 於 100 年 度, 第 3 座 超 導 多 極 增 頻 磁 鐵 已 進 入 正 常 運 轉 磁 格 中, 並 完 成 射 束 動 力 學 的 影 響 評 估 及 光 束 線 準 直 線 修 正, 且 其 前 端 區 之 電 子 束 位 置 偵 測 器 信 號 處 理 器 (Photon BPM) 亦 已 完 成 整 合, 讓 生 技 醫 藥 蛋 白 質 結 晶 學 光 束 線 ( 光 束 線 編 號 BL15) 得 以 順 利 運 作 該 中 心 持 續 進 行 光 束 線 實 驗 設 施 之 運 轉 維 護 與 功 能 提 升, 光 束 線 之 光 源 能 量 範 圍 涵 蓋 紅 外 線 紫 外 線 軟 X 光 及 硬 X 光 等 截 至 100 年 底, 目 前 運 轉 中 的 光 束 線 共 有 27 條 ( 中 心 現 址 :25 日 本 SPring-8: 2) X 光 散 射 用 戶 合 約 光 束 線 ( 光 束 線 編 號 BL07A, 圖 3-6-5) 及 偏 轉 磁 鐵 主 動 式 光 柵 分 光 儀 (BM-AGM) 軟 X 光 光 束 線 ( 光 束 線 編 號 BL08B) 已 自 100 年 度 第 1 季 正 式 開 放 用 戶 使 用 同 步 輻 射 圓 二 色 光 譜 實 驗 站 ( 實 驗 站 編 號 04C1) 快 速 樣 品 預 混 機 構 之 腔 體 結 構 與 訊 號 擷 取 系 統 已 完 成 整 合 工 作 與 測 試, 並 將 於 第 2 季 進 行 控 制 軟 體 升 級 與 可 變 高 壓 輸 出 控 制 模 組 之 組 裝 與 測 試, 此 二 系 統 的 改 善 將 有 助 於 快 速 擷 取 圓 二 色 光 譜 (Circular Dichroism, CD) 訊 號 的 穩 定 度 與 時 間 解 析 度 生 技 醫 藥 蛋 白 質 結 晶 學 實 驗 站 ( 實 驗 站 編 號 15A) 的 各 項 重 要 實 驗 設 備, 包 括 生 物 樣 品 自 動 化 裝 卸 機 器 人 實 驗 站 自 動 控 制 系 統 液 氮 低 溫 系 統 實 驗 擷 取 數 據 分 析 系 統 及 X 光 面 積 偵 測 器 等, 已 完 成 相 關 安 裝 驗 收 工 作, 並 於 100 年 6 月 23 日 進 行 試 車 此 外, 該 中 心 透 過 光 源 產 業 應 用 計 畫 與 清 華 大 學 物 理 系 共 同 合 資, 已 規 劃 於 X 光 散 射 用 戶 合 約 光 束 線 增 建 Image plate 系 統, 不 僅 可 進 行 學 術 研 究, 亦 可 提 供 產 業 界 實 驗 技 術 諮 詢 與 材 料 分 析 方 面 的 服 務 另 外, 因 應 臺 灣 光 子 源 同 步 加 速 器 將 於 102 年 興 建 完 成 103 年 開 放 使 用,100 年 已 啟 動 周 邊 實 驗 設 施 之 建 置 計 畫, 目 前 已 完 成 7 座 實 驗 設 施 的 概 念 設 計 書 編 撰 及 外 審 程 序, 後 續 將 依 審 查 之 建 議 調 整 細 部 設 計 ; 而 相 關 實 驗 設 施 所 需 的 插 件 磁 鐵 及 真 空 系 統 之 建 置, 目 前 皆 依 規 劃 進 度 進 行 圖 X 光 散 射 用 戶 合 約 光 束 線 ( 光 束 線 編 號 BL07A) 已 於 100 年 第 1 季 開 放 使 用 資 料 來 源 : 國 家 同 步 輻 射 研 究 中 心 2. 豐 碩 科 研 成 果 與 深 化 用 戶 推 廣 國 家 同 步 輻 射 研 究 中 心 無 論 在 原 子 分 子 科 學 凝 態 物 理 材 料 科 學 軟 物 質 生 物 結 構 奈 米 製 作 工 業 應 用 等 領 域, 100 年 度 均 有 相 當 豐 碩 的 研 究 成 果 截 至 101 年 4 月 底 統 計,100 年 利 用 該 中 心 光 源 設 施 發 表 於 國 際 知 名 科 學 期 刊 的 SCI 論 文 共 有 319 篇, 其 中 個 別 領 域 前 10% 的 論 文 共 有 101 篇, 包 含 生 命 科 學 領 域 重 要 期 刊 978 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

7 第 六 章 科 技 服 務 群 組 影 響 係 數 (impact factor) 大 於 6 的 論 文 共 9 篇, 自 然 科 學 領 域 重 要 期 刊 影 響 係 數 大 於 4.5 的 論 文 共 92 篇 部 分 文 章 摘 要 如 下 : (1) 地 函 內 矽 酸 鹽 熔 岩 中 鐵 的 自 旋 轉 換 - 使 用 日 本 SPring-8 非 彈 性 X 光 散 射 實 驗 站 SP12U1, 發 表 於 Nature, 473, 199(2011) 研 究 團 隊 將 地 函 內 矽 酸 鹽 熔 岩 中 鐵 含 量 成 份 的 量 測, 擴 展 到 整 個 地 函 壓 力 範 圍, 發 現 壓 力 高 於 ~76 GPa 時 產 生 極 為 陡 峭 的 變 化, 其 結 果 形 成 了 富 含 鐵 的 熔 岩 此 外,(Mg 0.95 Fe 0.05 )SiO 3 的 X 光 發 射 光 譜 顯 示 約 在 70 GPa 時 發 生 自 旋 崩 解 (spin collapse) 的 現 象, 表 示 矽 酸 鹽 熔 岩 中 的 鐵 成 份 改 變, 可 用 鐵 從 高 自 旋 (high-spin) 到 低 自 旋 (low-spin) 的 轉 變 來 解 釋 依 此 推 論, 在 深 達 1,800 公 里 的 下 層 地 函 中, 液 態 的 (Mg, Fe)SiO 3 熔 岩 密 度 比 同 時 存 在 於 下 層 地 函 的 固 體 密 度 來 的 更 高 (2) 抗 癌 藥 物 Etoposide 抑 制 第 二 型 拓 樸 異 構 之 結 構 機 制 - 使 用 蛋 白 質 結 晶 學 實 驗 站 13B1 和 日 本 SPring-8 蛋 白 質 結 晶 學 實 驗 站 SP12B2, 發 表 於 Science, 333, 459(2011) 第 二 型 拓 樸 異 構 (type II topoisomerase, TOP2) 可 調 控 DNA 分 子 的 拓 樸 構 形, 因 此 對 於 DNA 生 理 功 能 的 執 行 極 為 重 要, 是 維 持 生 命 不 可 或 缺 的 酵 素 研 究 團 隊 以 X 光 結 晶 學 並 配 合 同 步 輻 射 光 源, 成 功 解 析 人 類 TOP2 亞 型 ( isoform) 其 切 割 核 心 (cleavage core) 與 DNA 及 抗 癌 藥 物 etoposide( 或 稱 VP-16) 形 成 之 三 重 複 合 體 的 高 解 析 度 晶 體 結 構 此 結 構 清 楚 地 揭 示 藥 物 酵 素 DNA 三 者 交 互 作 用 的 分 子 結 構 基 礎, 闡 釋 了 藥 物 作 用 以 及 抗 藥 性 的 機 轉, 並 提 供 設 計 亞 型 專 一 性 藥 物 開 發 的 重 要 資 訊 (3) 核 酸 水 解 RNase T 在 核 醣 核 酸 端 點 成 熟 裁 切 作 用 的 分 子 機 制 - 使 用 蛋 白 質 結 晶 學 實 驗 站 13B1, 發 表 於 Nat. Chem. Biol., 7, 236(2011) 研 究 團 隊 以 RNase T 作 為 研 究 模 型, 運 用 X 光 蛋 白 質 結 晶 學 (X-ray Protein Crystallography) 方 法, 觀 測 出 RNase T 如 何 篩 選 特 定 序 列 及 結 構 的 核 糖 核 酸, 並 證 明 了 RNase T 藉 由 其 獨 特 的 篩 選 機 制, 可 同 時 參 與 數 種 不 同 的 RNA 的 成 熟 過 程 RNase T 很 聰 明 地 交 互 利 用 兩 種 篩 選 機 制 而 產 生 各 種 變 化, 裁 切 出 具 有 不 同 3 端 (3' -terminal) 端 點 的 成 熟 RNA 這 項 研 究 對 RNA 端 點 的 成 熟 以 及 核 酸 水 解 在 RNA 端 點 上 如 何 作 用, 提 供 了 詳 盡 且 獨 特 的 分 子 機 制, 將 有 助 於 瞭 解 其 他 上 千 個 同 一 個 家 族 相 類 似 的 水 解 之 作 用 機 制 (4) 氣 態 乙 烯 在 85 K 下 的 真 空 紫 外 光 吸 收 截 面 積 - 使 用 真 空 紫 外 光 激 放 光 實 驗 站 03A1, 發 表 於 Astrophys. J. Suppl. S., 196, 3(2011) 為 了 更 精 準 地 測 量 極 低 溫 下 星 際 分 子 的 真 空 紫 外 光 吸 收 截 面 積, 研 究 團 隊 考 量 並 克 服 多 項 瓶 頸 因 素, 建 構 出 可 精 確 量 測 室 溫 下 氣 體 樣 品 吸 收 截 面 積 的 光 吸 收 長 狹 縫 射 束 測 量 實 驗 站, 成 功 地 測 量 到 乙 烯 氣 體 經 長 狹 縫 以 高 壓 絕 熱 膨 脹 方 式, 噴 流 出 超 音 速 極 低 溫 (85 K) 的 氣 態 射 束 之 真 空 紫 外 光 吸 收 光 譜 此 研 究 成 果 所 測 量 到 的 極 低 溫 氣 態 乙 烯 分 子 的 真 空 紫 外 光 吸 收 截 面 積 之 資 訊, 從 而 使 科 學 家 對 這 些 行 星 的 光 化 學 及 其 演 變 機 制 有 更 深 入 的 了 解, 對 太 空 科 學 研 究 及 任 務 有 很 大 的 助 益 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 979

8 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 (5) 利 用 X 光 吸 收 精 細 結 構 技 術 探 測 缺 陷 工 程 製 備 之 氧 化 鈰 奈 米 結 構 - 使 用 X 光 吸 收 光 譜 實 驗 站 07A1, 發 表 於 Nano Letters, 11, 2666(2011) 研 究 團 隊 利 用 X 光 吸 收 精 細 結 構 (Xray Absorption Fine Structure, XAFS) 技 術, 探 測 立 方 氧 化 鈰 奈 米 結 構 體 中 鈰 原 子 的 臨 近 結 構 不 同 於 傳 統 上 專 注 於 形 狀 大 小 以 及 組 成 元 素 之 奈 米 結 構 設 計 方 式, 在 不 使 用 摻 雜 元 素 的 條 件 下, 利 用 低 壓 熱 活 化 製 程 將 大 量 氧 空 缺 缺 陷 引 入 涵 氧 能 力 下 降 的 氧 化 鈰 奈 米 結 構 體 中, 以 增 加 氧 化 鈰 的 催 化 活 性 研 究 團 隊 從 X 光 吸 收 精 細 結 構 數 據 分 析 中, 發 現 鈰 原 子 周 圍 臨 近 氧 原 子 的 平 均 數 量 顯 著 低 於 氧 化 鈰 結 構 的 標 準 值, 鈰 - 氧 鍵 的 平 均 長 度 亦 伴 隨 著 氧 原 子 數 量 之 減 少 而 縮 短, 對 於 低 壓 熱 活 化 製 程 所 製 備 之 氧 化 鈰 奈 米 結 構 樣 品 中 氧 空 缺 缺 陷 密 度 之 增 加, 此 研 究 提 供 了 有 力 的 實 驗 證 據 來 自 國 內 外 的 用 戶 使 用 國 家 同 步 輻 射 研 究 中 心 同 步 輻 射 光 源 進 行 科 學 研 究,100 年 使 用 光 源 進 行 的 尖 端 實 驗 共 有 1,507 件 次 計 畫 11,237 實 驗 人 次 ( 含 334 個 研 究 群 ), 累 計 共 有 100 個 國 內 機 構 及 169 個 國 外 機 構 該 中 心 不 僅 積 極 建 構 眾 多 領 域 的 實 驗 技 術 與 設 施, 以 符 合 用 戶 在 各 科 學 研 究 領 域 之 需 求, 而 在 用 戶 的 培 育 與 推 廣 上 更 是 不 遺 餘 力 為 加 強 國 內 外 同 步 輻 射 相 關 各 研 究 領 域 人 員 間 的 學 術 交 流, 及 促 進 該 中 心 與 用 戶 彼 此 間 的 溝 通, 每 年 均 舉 辦 用 戶 年 會 第 十 七 屆 用 戶 年 會 暨 小 角 度 散 射 與 X 光 光 子 關 聯 時 譜 (X-ray Photon Correlation Spectroscopy, XPCS) 研 討 會 於 100 年 10 月 19~21 日 舉 行 此 次 會 議 總 計 有 581 人 共 同 與 會, 並 有 263 篇 的 壁 報 成 果 展 示, 而 XPCS 研 討 會 共 有 385 人 參 與 該 會 議 邀 請 多 位 國 內 外 專 家 學 者 進 行 演 講, 以 及 舉 行 用 戶 研 究 成 果 發 表 透 過 每 位 講 員 精 闢 深 入 的 演 講, 與 會 者 互 動 與 討 論 相 當 熱 烈, 同 時 藉 由 研 討 會 之 舉 行 激 發 與 會 人 員 參 與 此 領 域 的 熱 情, 並 發 展 出 各 單 位 之 合 作 創 新 另 外, 該 中 心 亦 舉 辦 2011 年 春 季 EPICS(Experiment Physics and Industrial Control System) 國 際 合 作 會 議 第 三 屆 中 子 與 X 光 散 射 國 際 會 議 國 家 同 步 輻 射 研 究 中 心 與 瑞 士 光 源 SLS(Swiss Light Source) 雙 邊 研 討 會 2011 年 第 一 屆 臺 日 電 化 學 儲 能 及 轉 換 研 討 會 等 多 場 國 際 會 議, 以 及 2011 年 蛋 白 質 結 晶 冬 令 學 校 同 步 加 速 器 光 源 應 用 與 實 習 暑 期 學 分 班 X 光 吸 收 光 譜 技 術 升 級 講 習 班 第 二 屆 X 光 科 學 暑 期 研 討 會 2011 年 蛋 白 質 結 晶 學 訓 練 課 程 X 光 吸 收 光 譜 理 論 計 算 模 擬 課 程 等 教 育 訓 練 課 程 3. 強 化 產 業 合 作 與 人 才 培 育 為 擴 大 產 業 應 用, 國 家 同 步 輻 射 研 究 中 心 已 建 立 執 行 產 業 應 用 計 畫 的 平 臺, 100 年 常 用 的 產 業 分 析 光 束 線 時 段 已 達 5~20%, 與 往 年 相 較 之 下 呈 近 倍 數 的 成 長 100 年 亦 與 產 業 界 進 行 4 項 重 要 合 作 案 簽 約, 包 括 執 行 先 進 鋰 電 池 研 究 第 2 期 計 畫 LED 螢 光 材 料 分 析 計 畫 醫 療 用 質 子 加 速 器 培 訓 計 畫 以 及 極 紫 外 光 微 影 研 發 計 畫 等, 並 有 多 家 公 司 採 個 案 方 式 進 行 委 託 分 析 服 務 該 中 心 持 續 與 產 業 界 的 互 動 與 合 作, 以 協 助 產 業 界 利 用 我 國 同 步 加 速 器 光 980 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

9 第 六 章 科 技 服 務 群 組 源 設 施, 提 升 其 研 發 能 量 為 了 傳 承 同 步 加 速 器 光 源 之 研 發 能 量, 該 中 心 與 清 華 大 學 合 辦 先 進 光 源 學 程 和 結 構 生 物 學 程 以 及 與 交 通 大 學 合 辦 加 速 器 光 源 科 技 與 應 用 學 程, 在 持 續 進 行 同 步 加 速 器 相 關 領 域 之 科 技 人 才 培 育 外, 並 與 中 山 大 學 合 作 向 教 育 部 申 請 合 設 加 速 器 光 源 及 中 子 束 應 用 博 士 學 位 學 程, 已 獲 教 育 部 核 准 設 立, 預 定 於 101 學 年 度 開 始 進 行 招 生 4. 臺 灣 光 子 源 同 步 加 速 器 興 建 計 畫 之 進 展 國 家 同 步 輻 射 研 究 中 心 所 執 行 之 國 家 重 大 科 技 建 設 計 畫 臺 灣 光 子 源 同 步 加 速 器 興 建 計 畫, 截 至 100 年 12 月 底 止 土 木 建 築 施 工 進 度 已 達 60.1%, 其 中 學 術 活 動 中 心 將 率 先 竣 工, 目 前 正 進 行 使 用 執 照 的 申 辦 作 業, 而 土 木 與 機 電 工 程 預 計 於 102 年 完 工 在 加 速 器 方 面,100 年 已 完 成 臺 灣 光 子 源 線 型 加 速 器 (linac, 圖 3-6-6) 系 統 之 安 裝 與 測 試, 包 括 電 子 發 射 源 加 速 管 高 功 率 微 波 放 大 器 聚 焦 磁 鐵 真 空 腔 診 斷 儀 器 與 控 制 系 統 等 子 系 統, 並 完 成 直 線 加 速 器 實 驗 室 輻 射 安 全 分 析 報 告, 且 通 過 原 子 能 委 員 會 之 輻 射 安 全 檢 查 與 試 運 轉 稽 核 同 時, 該 中 心 開 始 規 劃 周 邊 實 驗 設 施 之 建 置, 目 前 已 完 成 第 1 期 的 光 束 線 設 計 之 中 英 文 的 概 念 設 計 報 告 書, 以 及 時 程 與 經 費 的 規 劃 案 此 外, 經 99 年 底 對 外 廣 徵 各 界 提 出 第 2 期 周 邊 實 驗 設 施 構 想 書, 業 於 101 年 4 月 舉 行 的 第 4 屆 第 1 次 科 學 諮 詢 委 員 會 會 議 中 審 慎 評 估, 以 期 所 建 置 之 實 驗 設 施 能 順 應 國 際 趨 勢, 且 可 更 符 合 用 戶 創 新 的 想 法 與 需 求 圖 臺 灣 光 子 源 線 型 加 速 器 系 統 資 料 來 源 : 國 家 同 步 輻 射 研 究 中 心 ( 三 ) 奈 米 元 件 研 究 與 技 術 人 才 培 育 服 務 計 畫 (2/5)( 國 科 會 ) 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 為 國 內 25 個 奈 米 中 心 裡, 唯 一 可 提 供 全 方 位 元 件 製 程 整 合 技 術 委 託 服 務 及 跨 領 域 整 合 研 究 的 開 放 式 實 驗 研 究 單 位 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 具 備 尖 端 完 善 的 設 備, 包 括 10 級 100 級 1,000 級 和 10,000 級 等 無 塵 室 完 整 的 奈 米 元 件 製 造 核 心 試 驗 線 世 界 一 流 的 高 頻 量 測 實 驗 室 多 功 能 測 量 的 低 溫 強 磁 場 實 驗 室 及 多 功 能 離 子 佈 植 機 等, 更 具 有 取 得 ISO 測 試 實 驗 室 認 證 的 奈 米 量 測 實 驗 室, 可 說 是 目 前 臺 灣 最 重 要 且 唯 一 的 半 導 體 與 奈 米 科 技 領 域 的 人 才 培 育 重 鎮 本 計 畫 主 要 目 的 為 整 合 國 家 資 源 建 置 先 進 的 奈 米 元 件 製 造 與 未 來 電 子 系 統 整 合 技 術 的 研 究 平 臺, 期 能 與 學 界 共 同 研 發 前 瞻 性 半 導 體 和 奈 米 製 程 與 元 件 技 術 ; 並 以 矽 晶 片 半 導 體 製 程 為 基 礎, 著 力 發 展 先 進 矽 基 奈 米 元 件 技 術 及 培 養 相 關 產 業 所 需 半 導 體 製 程 人 才, 協 助 推 動 臺 灣 最 重 要 的 產 業 利 基 - 矽 互 補 式 金 屬 氧 化 物 半 導 體 (CMOS) 晶 片 產 業 及 光 電 子 產 業, 以 提 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 981

10 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 升 國 內 微 電 子 領 域 的 研 究 水 準, 維 繫 臺 灣 在 半 導 體 產 業 與 奈 米 科 技 領 域 的 競 爭 優 勢,100 年 的 計 畫 目 標 為 : 1. 服 務 及 育 才 目 標 : 持 續 開 發 奈 米 元 件 廠 製 造 自 動 化 管 理 系 統 及 提 供 遠 距 服 務, 預 期 服 務 績 效 每 年 可 達 2% 以 上 成 長 ; 結 合 奈 米 CMOS 元 件 奈 米 能 源 與 光 電 元 件 微 機 電 與 生 醫 應 用 等 3 個 產 學 研 界 服 務 平 臺, 提 供 跨 領 域 全 方 位 人 才 培 訓 環 境 ( 包 含 碩 博 士 生 及 產 業 界 在 職 訓 練 ), 於 105 年 前 為 國 家 培 育 百 位 以 上 博 士 級 奈 米 先 進 元 件 高 科 技 人 才 2. 研 究 發 展 目 標 : 為 臺 灣 建 置 世 界 級 奈 米 元 件 製 造 與 元 件 整 合 開 放 式 研 究 環 境, 進 行 前 段 製 程 技 術 後 段 製 程 技 術 整 合 元 件 技 術 記 憶 體 元 件 技 術 等 12-8 奈 米 元 件 關 鍵 技 術 開 發 工 作, 於 105 年 以 前 協 同 產 學 研 界 共 同 產 出 百 件 以 上 關 鍵 專 利 培 育 百 位 以 上 博 士 級 高 科 技 人 才 本 計 畫 相 關 重 要 成 果 如 下 所 述 : 1. 奈 米 元 件 科 技 推 廣 與 人 才 培 育 配 合 臺 灣 半 導 體 及 奈 米 產 業 對 高 級 技 術 人 力 之 需 求, 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 以 矽 晶 片 半 導 體 製 程 為 基 礎, 結 合 奈 米 CMOS 元 件 奈 米 能 源 與 光 電 元 件 微 機 電 與 奈 米 線 應 用 研 發 等 3 個 產 學 研 界 服 務 平 臺, 規 劃 各 種 實 地 操 作 及 教 育 訓 練 課 程, 以 培 育 相 關 產 業 所 亟 需 的 尖 端 技 術 人 才, 維 繫 臺 灣 在 世 界 半 導 體 與 奈 米 科 技 領 域 的 競 爭 優 勢 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 主 要 人 才 培 育 課 程 包 含 : 半 導 體 製 程 訓 練 班 半 導 體 製 程 設 備 見 習 班 半 導 體 材 料 分 析 技 術 與 見 習 班 高 頻 量 測 技 術 與 見 習 班 SNDT 短 期 課 程 職 訓 太 陽 能 光 電 與 半 導 體 製 程 暨 廠 務 班 職 訓 太 陽 能 光 電 與 半 導 體 製 程 班 產 學 協 會 代 訓 課 程 等 相 關 課 程,100 年 共 培 訓 各 類 高 級 技 術 人 員 5,665 人 次, 使 用 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 儀 器 設 備 完 成 博 碩 士 學 位 之 學 生 則 有 318 位 2. 奈 米 元 件 研 究 服 務 環 境 建 置 與 維 運 為 配 合 國 家 半 導 體 發 展 政 策, 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 建 置 支 援 前 瞻 性 奈 米 科 技 研 究 和 相 關 人 才 培 育 所 需 之 軟 硬 體 基 礎 核 心 設 施 及 環 境, 整 合 貴 重 的 研 究 資 源, 透 過 統 一 管 理 及 專 業 團 隊 設 備 維 護 能 力, 維 護 管 理 昂 貴 的 無 塵 室 及 儀 器 設 備, 提 供 臺 灣 學 術 界 效 率 穩 定 的 奈 米 科 技 製 造 研 究 發 展 平 臺 及 使 用 設 施 的 專 業 知 識, 並 提 升 奈 米 CMOS 元 件 技 術 平 臺 奈 米 能 源 與 光 電 元 件 技 術 平 臺 及 微 機 電 與 奈 米 線 應 用 技 術 平 臺 等 之 服 務 能 力 100 年 的 服 務 對 象 包 含 全 國 89 所 大 專 院 校 (498 個 系 所 ) 147 個 業 界 單 位, 共 1,363 名 教 授 及 碩 博 士 生 使 用 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 奈 米 核 心 設 施 從 事 相 關 研 究 ; 儀 器 設 備 對 外 服 務 時 數 達 121,280 小 時, 產 學 研 界 使 用 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 研 究 設 施 及 資 源 所 發 表 的 論 文 則 有 527 篇 另, 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 進 一 步 延 續 98 年 所 發 表 全 世 界 最 小 面 積 之 16 奈 米 金 屬 閘 極 靜 態 隨 機 存 取 記 憶 體 (SRAM) 元 件 研 發 成 果, 研 究 金 氧 半 場 效 電 晶 體 (MOSFET) 元 件 在 閘 極 尺 寸 達 1X nm 以 下 製 程 時, 隨 機 電 報 雜 訊 (Random Telegraph Noise, RTN) 受 到 接 觸 窗 大 小 陷 阱 密 度 陷 阱 能 量 和 矽 化 物 蕭 特 基 勢 壘 的 關 係, 進 行 蕭 基 二 極 體 製 作 與 量 測, 利 用 982 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

11 第六章 科技服務群組 快速監測方法來確定 1X nm CMOS 元件微 國家奈米元件實驗室研究人員 含合 小矽化物接觸窗中的矽化物誘導的過程中 兼聘 於 100 年共發表國內外會議及期刊 隨機通信躁訊的機制 圖 研究論 論文 190 篇 其中發表於 Applied Physics 文 Silicide Induced Letters IEEE Electron Device Letters Random Telegraph Noise in 1X nm CMOS IEEE Photonics Technology Letters 等元件 Contacts 於 100 年 12 月 3 日美國舊金山舉 重要期刊或會議論文共 25 篇 國外期刊 行之全球電子元件最重要的國際會議 IEDM 中 SCI 的論文共 101 篇 影響指數 impact 中正式發表 並獲得廣大迴響 factor 4 的論文有 4 篇 相關的研發成 Barrier Engeering 果列舉如下 3. 奈米元件技術研究與發展 國家奈米元件實驗室旨在提升實驗室 1 領 先 世 界 首 創 於 矽 晶 片 上 製 作 綠 色環 保 雙面 入 光型 高 效率 太 陽能 電 及核心設施之核心能量為前提 各項研發 池 並 結 合 獨 創 的 銅 銦 鎵 硒 薄 膜 電 工作係以支援 服務學術界從事半導體及 晶 體 技 術 成 功 開 發 具 高 應 用 性 之 奈米製造科技相關研究為主要目的 所建 自供電力線路模組 圖 此成 置的相關設備儀器也均以提供學界使用為 果 Bifacial CIGS 11% Efficiency / 主 為使國家奈米元件實驗室成為世界級 奈米電子元件的研究重鎮 國家奈米 Si Solar Cells by Cd-free and Sodium- 元件實驗室運用既有的資源及軟硬體 建 free Green Process Integrated with CIGS TFTs 於 100 年 12 月在美國華盛頓 立包括奈米 CMOS 元件技術 奈米能源與 舉行 的 全球 最 重要 的 電子 元 件國 際 光電元件技術及微機電與奈米線應用研發 會議 IEDM 中正式發表 不但引起 技術的優質重點研究 並透過與學研界進 國際 微 電 子 產 學 研 界 的 高 度 重 視 行研究合作 產出世界一流的研發成果 60% Contact Resistance Var. (%) Contact Resistance Var. (%) 更 被大 會 選 為 重 點 宣 傳 論 文 之一 Split B: 40% 1Pm x 1Pm 20% 0% -20% -40% -60% time (sec) % Split B: 40% 1Pm x 1Pm 20% 0% -20% -40% -60% time (sec) 2 圖 在 1X 奈米 CMOS 中 鎳矽化物接面的接觸阻值對量測時間的統計分布關係 大部分的接觸阻值隨機擾動變化 量小於 15% 少部分有明顯的兩段式隨機電報雜訊並大於 40% 資料來源 國家奈米元件實驗室 中華民國科學技術年鑑 983

12 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 並 被 其 他 國 外 電 子 領 域 媒 體 Electronic News Machine Design 等 列 為 重 要 報 導 此 自 供 電 力 線 路 模 組 包 含 多 項 與 積 體 電 路 後 段 連 導 線 相 容 之 獨 特 關 鍵 技 術, 包 括 低 溫 (~400 ) 銅 銦 鎵 硒 薄 膜 共 蒸 鍍 技 術 無 鈉 無 鎘 綠 色 環 保 製 程 技 術 及 高 光 採 集 率 表 面 粗 糙 化 技 術, 可 緊 密 與 半 導 體 產 業 及 技 術 結 合, 並 依 循 新 摩 爾 定 律 (More Than Moore), 為 人 類 社 會 帶 來 更 多 元 的 附 加 價 值 (2) 首 創 以 Bottom-up 方 式 製 備 無 孔 洞 (Void-free) 直 徑 30 nm 深 寬 比 6.5 的 銀 栓 塞 結 構 填 充, 突 破 過 去 以 Curvature Enhanced Accelerator Coverage (CEAC) 機 制, 在 微 縮 尺 寸 會 面 臨 孔 洞 頂 部 夾 止 (Pinch-off) 而 遺 留 孔 洞 的 方 式, 此 技 術 不 受 孔 洞 微 縮 限 制, 可 適 用 於 1X nm 及 以 下 製 程 所 需 ( 圖 3-6-8) 成 果 A Novel Bottom-Up Ag Contact (30 nm Diameter and 6.5 Aspect Ratio) Technology by Electroplating for 1X nm and Beyond Technology 為 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 於 2011 IEDM 所 發 表 的 4 篇 文 章 之 一 (3) 成 功 研 發 出 矽 上 製 作 3D 且 具 有 高 遷 移 率 的 Ge 元 件 ( 圖 3-6-8):a. 包 括 矽 上 Ge GAA FET 製 程 技 術, 研 究 成 果 Nearly Defect-free Ge Gate-allaround FETs on Si Substrates 已 發 表 於 2011 IEDM;b. Ge 小 元 件 製 程 模 組 ;c. 低 溫 薄 EOT Gate-stack 技 術 ; d. 以 及 Shallow Junction 技 術, 完 成 50 nm Ge GAA FET 元 件 製 作, 此 50 nm Ge GAA FET 元 件 有 優 良 的 電 性 表 現 ; 更 針 對 此 選 擇 性 蝕 刻 之 製 程 技 銀 金 屬 直 立 導 線 技 術 三 角 型 鍺 鰭 式 電 晶 體 自 供 電 力 線 路 模 組 的 矽 基 太 陽 能 元 件 入 射 光 銀 閘 極 銀 矽 鍺 通 道 金 屬 閘 極 氧 化 物 矽 基 材 Al Al AZO/ZnS/CIGS Mo n-si Al Al 入 射 光 以 銀 直 立 導 線 取 代 現 行 的 鎢 金 屬 可 減 少 70% 的 電 阻, 並 實 現 10 毫 米 以 下 的 孔 洞 填 充 三 角 型 鍺 鰭 式 電 晶 體 將 提 升 矽 平 面 電 晶 體 2 至 4 倍 的 運 行 速 度, 可 將 元 件 微 縮 至 10 奈 米 以 下 內 建 雙 面 入 光 太 陽 能 電 池, 可 提 供 元 件 晶 片 電 力 圖 銀 鍺 太 陽 能 共 構 新 世 代 高 效 綠 能 奈 米 元 件 晶 片 資 料 來 源 : 國 家 奈 米 元 件 實 驗 室 984 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

13 第 六 章 科 技 服 務 群 組 術, 提 出 整 合 鍺 元 件 於 矽 基 板 上 應 用 之 專 利 奈 米 元 件 關 鍵 技 術 研 發 平 臺 建 置 計 畫 本 計 畫 主 要 目 的 為 整 合 國 家 資 源, 與 產 學 研 界 合 作 進 行 15 奈 米 元 件 關 鍵 技 術 所 需 之 製 程 技 術 開 發, 建 置 奈 米 元 件 製 造 與 未 來 電 子 系 統 整 合 技 術 的 研 究 平 臺, 培 育 與 訓 練 大 學 院 校 相 關 領 域 之 碩 博 士 研 究 生, 並 培 育 學 術 界 及 產 業 界 所 亟 需 尖 端 科 技 人 才, 俾 提 升 國 內 微 電 子 領 域 之 研 究 水 準 100 年 完 成 15 奈 米 金 屬 及 金 屬 層 間 引 洞 蝕 刻 機 均 覆 性 金 屬 薄 膜 沈 積 系 統 後 段 介 電 質 薄 膜 沈 積 系 統 X 光 光 電 子 能 譜 儀 等 機 臺 的 建 置 ( 四 ) 高 速 計 算 與 網 路 應 用 研 究 (2/5) ( 國 科 會 ) 高 速 計 算 與 網 路 應 用 研 究 計 畫 旨 在 建 構 前 瞻 科 技 資 訊 基 礎 架 構, 投 入 高 速 計 算 與 通 訊 之 應 用, 並 執 行 服 務 研 發 育 才 三 大 任 務, 以 促 成 技 術 的 創 新 與 科 學 的 發 現 ; 其 執 行 方 向 如 下 :1. 建 置 大 型 計 算 與 儲 存 之 軟 硬 體 設 施 建 立 高 速 計 算 核 心 技 術, 並 推 動 計 算 科 學 與 工 程 應 用, 培 育 國 內 專 才 ;2. 建 置 高 可 靠 性 先 進 之 網 路 服 務, 提 供 與 歐 美 研 究 網 路 同 步 之 研 發 及 應 用 開 發 網 路 平 臺 給 產 學 研 各 界 ;3. 開 發 網 路 資 安 技 術, 透 過 共 同 協 定 與 國 際 大 型 研 網 形 成 一 個 監 控 平 臺 ;4. 推 動 雲 端 計 畫, 開 發 雲 端 中 介 軟 體 與 雲 端 資 安 技 術, 提 供 開 放 式 雲 端 運 算 與 儲 存 環 境, 並 推 動 雲 端 相 關 應 用 本 計 畫 相 關 重 要 成 果 如 下 所 述 : 1. 完 成 新 建 御 風 者 主 機, 開 創 臺 灣 大 規 模 的 高 速 計 算 新 紀 元 國 家 高 速 網 路 與 計 算 中 心 ( 以 下 簡 稱 國 網 中 心 ), 是 臺 灣 主 要 的 開 放 共 用 式 高 速 計 算 平 臺 及 網 路 設 施 的 提 供 者, 並 統 整 各 類 資 訊 科 學 與 工 程 領 域, 提 供 計 算 網 路 與 儲 存 等 整 合 服 務 在 100 年 度 所 提 供 之 各 型 高 速 計 算 主 機, 總 體 計 算 能 量 超 出 200 TFLOPS, 主 機 及 儲 存 設 備 的 可 用 率 達 99.9% 以 上 共 支 援 了 759 件 國 科 會 計 畫 與 42 件 大 型 運 算 與 專 用 設 施 計 畫, 使 用 者 發 表 論 文 726 篇 國 網 中 心 在 100 年 度 所 建 置 的 新 一 代 高 速 計 算 主 機 御 風 者, 共 擁 有 544 個 計 算 節 點 及 25,600 個 計 算 核 心, 計 算 效 能 高 達 177 TFLOPS 在 100 年 6 月 所 發 布 的 第 37 屆 Top500 全 球 超 級 電 腦 排 名 中, 名 列 第 42 名, 並 在 100 年 11 月 發 布 的 第 38 屆 排 名 中, 仍 名 列 第 60 名 御 風 者 的 建 置, 除 滿 足 臺 灣 各 界 長 久 以 來 對 計 算 資 源 的 需 求 外, 也 成 功 帶 領 臺 灣 重 返 世 界 百 大 超 級 電 腦 之 列 同 時 回 應 環 保 趨 勢, 御 風 者 也 採 行 了 節 能 之 設 計 規 劃, 在 Green500 全 球 五 百 大 綠 能 電 腦 排 名 中, 高 居 第 25 名 這 個 名 次, 不 僅 是 臺 灣 歷 年 排 名 之 最, 也 代 表 御 風 者 在 節 能 上 獲 得 國 際 的 肯 定 御 風 者 自 100 年 8 月 起 開 始 對 各 界 開 放 使 用, 為 了 讓 使 用 者 得 以 快 速 入 門 使 用 此 主 機, 在 同 一 月 分 開 設 主 機 使 用 的 相 關 教 育 訓 練 課 程 同 時 為 推 升 國 內 研 發 規 模, 國 網 中 心 推 動 國 網 大 型 運 算 計 畫 (NCHC Computation Challenge Program, NCCP), 鼓 勵 計 算 尺 度 達 128 核 心 以 上 之 使 用 者 申 請, 協 助 國 內 具 有 大 型 運 算 潛 力 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 985

14 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 之 學 研 用 戶, 擴 大 其 模 擬 規 模, 並 深 化 其 研 究 成 果 自 10 月 執 行 以 來, 共 支 援 24 個 大 型 計 算 計 畫, 共 68 位 研 究 人 員, 推 升 其 研 發 之 國 際 競 爭 力 ( 圖 3-6-9) 圖 御 風 者 主 機 由 6 排 機 櫃 組 成, 冷 通 道 透 過 PVC 垂 簾 來 閉 鎖 除 了 由 下 方 供 應 的 冷 氣 外, 主 機 還 內 建 了 機 櫃 間 的 冷 卻 系 統, 經 由 機 器 上 方 的 黑 色 冷 媒 管, 將 設 備 所 產 出 的 部 分 廢 熱 帶 離, 再 將 冷 卻 後 的 空 氣 吹 進 冷 通 道 中 資 料 來 源 : 國 研 院 國 網 中 心 2. 網 路 與 資 安 技 術 研 發 網 路 與 資 安 技 術 研 發 是 國 網 中 心 在 網 路 服 務 中 重 要 的 一 環, 因 此 在 TWAREN 骨 幹 上 建 置 骨 幹 防 禦 雲 系 統, 輔 以 資 訊 安 全 情 資 分 析 平 臺, 協 助 TWAREN 上 各 學 研 單 位 進 行 資 安 防 護, 並 且 在 與 國 際 研 網 合 作 之 未 來 網 路 研 發 方 面, 發 展 跨 網 域 網 路 拓 樸 產 生 技 術, 有 益 未 來 跨 單 位 或 跨 國 網 路 管 理 (1) 骨 幹 防 禦 雲 系 統 平 臺 為 確 保 臺 灣 學 術 研 究 網 路 的 網 路 安 全 及 服 務 品 質, 國 網 中 心 運 用 TWAREN 骨 幹 居 中 地 位 之 特 性, 搭 配 雲 端 運 算 平 臺, 進 行 骨 幹 全 域 防 衛 技 術 研 究, 並 開 發 骨 幹 防 禦 雲 系 統 平 臺, 以 協 助 學 研 單 位 進 行 資 安 防 護 100 年 建 構 骨 幹 防 禦 雲 系 統 平 臺, 包 含 控 制 者 分 配 者 過 濾 者 與 分 析 者 目 前 過 濾 者 已 與 該 中 心 雲 端 運 算 主 機 Formosa 3 整 合, 巨 量 的 骨 幹 網 路 流 量 資 訊 可 在 Formosa 3 上 進 行 快 速 比 對 運 算, 過 濾 出 在 骨 幹 上 受 攻 擊 的 流 量 資 訊 ; 分 析 者 除 自 行 開 發 外, 也 與 學 界 合 作, 讓 學 界 開 發 之 Flow 分 析 程 式 掛 上 防 禦 雲 系 統, 進 行 網 路 安 全 研 究 ; 控 制 方 面, 國 網 中 心 開 發 防 禦 雲 管 理 系 統, 可 新 增 / 刪 除 比 對 過 濾 規 則 來 找 出 受 攻 擊 的 範 圍 並 可 即 時 控 制 TWAREN 骨 幹 設 備 之 設 定, 在 骨 幹 網 路 上 做 第 一 時 間 的 防 堵 (2) 資 訊 安 全 情 資 分 析 平 臺 繼 99 年 發 展 國 內 第 1 套 針 對 惡 意 程 式 行 為 分 析 研 究 之 自 由 軟 體 TWMAN,100 年 國 網 中 心 開 發 資 訊 安 全 情 資 分 析 平 臺 (Total Information Platform, TIP), 整 合 超 過 3,500 個 IP 所 組 成 之 大 型 誘 捕 網 路 自 行 發 展 之 TWMAN 惡 意 程 式 分 析 平 臺 網 路 數 位 鑑 識 系 統 及 新 開 發 之 資 訊 安 全 儀 表 板 (security dashboard), 以 發 掘 潛 存 的 資 訊 安 全 事 件 100 年 已 運 用 TWMAN 於 臺 灣 學 研 網 路 所 搜 捕 超 過 一 萬 種 不 同 類 型 的 惡 意 程 式, 進 行 樣 本 分 析, 以 完 整 呈 現 攻 擊 行 為 的 特 性 使 用 的 惡 意 程 式 以 及 後 續 衍 生 的 影 響 對 於 資 訊 安 全 的 維 運 而 言, 完 整 的 資 訊 能 夠 應 用 於 早 期 預 警 與 資 訊 安 全 事 件 影 響 範 圍 的 偵 測, 構 築 成 一 道 完 整 的 安 全 防 線 (3) 未 來 網 路 跨 網 域 網 路 拓 樸 研 發 未 來 網 路 (Future Internet) 目 前 已 成 為 網 路 發 展 的 熱 門 研 究 課 題, 歐 美 各 國 相 繼 提 出 相 關 的 未 來 網 路 計 畫, 大 多 數 的 國 家 採 用 符 合 軟 體 式 控 制 網 路 (Software- 986 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

15 第 六 章 科 技 服 務 群 組 defined Network) 概 念 的 OpenFlow 技 術 來 架 設 其 未 來 網 路 測 試 平 臺 但 目 前 OpenFlow 控 制 伺 服 器 (controller) 只 能 掌 握 直 接 連 線 的 交 換 器 資 訊, 無 法 支 援 跨 網 域 (multidomain) 拓 樸 顯 示, 這 將 對 跨 國 的 實 驗 合 作 產 生 不 便, 因 此 國 網 中 心 透 過 控 制 伺 服 器 APP(Application) 及 LLDP 修 改, 產 生 完 整 的 網 域 拓 樸 OpenFlow 交 換 器 皆 是 利 用 LLDP 交 換 訊 息 及 溝 通 得 知 拓 樸 狀 態, 為 了 讓 跨 網 域 之 控 制 伺 服 器 能 互 相 交 換 訊 息, 因 此 在 LLDP 的 延 伸 欄 位 裡, 將 控 制 伺 服 器 的 IP 與 Port 訊 息 記 錄 其 中, 來 解 決 互 通 之 問 題, 並 針 對 控 制 伺 服 器 底 層 的 Topology APP Lavi APP 與 上 層 Envi GUI 的 溝 通 進 行 修 改 修 改 後 之 系 統 也 在 國 網 中 心 成 功 大 學 及 美 國 西 北 大 學 icair 研 究 中 心 互 相 合 作 的 OpenFlow 未 來 網 路 測 試 平 臺 獲 得 驗 證, 並 在 SC11 的 國 際 展 覽 上 與 美 國 icair 和 加 拿 大 CRC 共 同 展 示 此 成 果, 未 來 延 續 此 成 果 並 延 伸 應 用, 將 有 助 益 於 跨 單 位 及 大 型 跨 國 在 未 來 網 路 平 臺 之 建 置 與 維 運 3. 自 由 軟 體 研 發 成 果 豐 碩, 於 國 際 及 國 內 屢 獲 重 要 肯 定 (1) 再 生 龍 (Clonezilla) 國 網 中 心 自 由 軟 體 實 驗 室 研 發 之 再 生 龍, 是 快 速 且 自 動 化 的 再 生 還 原 系 統, 適 用 於 完 整 系 統 備 份 裸 機 還 原 或 災 難 復 原 獲 國 際 知 名 雜 誌 PC Magazine 評 選 為 Backup/Synch/Storage 類 的 100 年 最 佳 備 份 軟 體 之 一, 並 獲 英 國 Linux Format 雜 誌 讀 者 票 選 為 100 年 的 前 五 十 大 Linux 應 用 程 式 100 年 完 成 支 援 新 的 檔 案 系 統 - VMFS5, 是 全 世 界 第 1 個 自 由 軟 體 可 以 做 到 對 此 檔 案 系 統 佈 署 的 功 能 ; 亦 開 發 完 成 可 以 檢 查 印 象 檔 是 否 可 還 原 功 能, 並 且 開 發 完 成 單 臺 機 器 一 對 多 硬 碟 / 隨 身 碟 的 佈 署, 這 種 一 對 多 硬 碟 / 隨 身 碟 佈 署 功 能 市 面 上 的 機 器 要 價 數 萬 元 以 上, 透 過 此 功 能, 利 用 一 般 PC 的 USB 與 再 生 龍 軟 體 就 可 以 作 到 一 對 多 的 對 拷 功 能 100 年 度 發 行 6 個 版 本 的 穩 定 版 Clonezilla ( 圖 ) 相 關 資 訊 網 址 請 參 考 nchc.org.tw/news/ 圖 再 生 龍 下 載 量 達 190 萬 人 次, 使 用 者 遍 布 全 球 資 料 來 源 : 國 研 院 國 網 中 心 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 987

16 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 (2) 抓 抓 龍 (Crawlzilla) 抓 抓 龍 為 開 源 碼 的 叢 集 式 搜 尋 引 擎 建 制 和 管 理 工 具, 於 100 年 1 月 獲 刊 於 Linux Pilot 月 刊 第 98 期 封 面 故 事 自 建 支 援 群 集 運 算 搜 尋 引 擎 以 快 速 佈 署 叢 集 式 搜 尋 引 擎 -Crawlzilla 獲 選 第 五 屆 國 家 實 驗 研 究 院 傑 出 科 技 貢 獻 之 技 術 發 展 類 佳 作 抓 抓 龍 支 援 多 種 檔 案 格 式 (html pdf word...) 的 搜 尋, 並 提 供 搜 尋 引 擎 的 管 理 ( 爬 取 設 定 管 理 叢 集 節 點 管 理 索 引 庫 管 理 ), 讓 使 用 者 能 更 輕 鬆 地 建 置 自 己 專 屬 的 搜 尋 引 擎 100 年 完 成 Crawlzilla 多 國 語 系 支 援, 已 支 援 正 體 中 文 與 英 文 語 系, 並 開 始 建 立 多 人 個 人 化 搜 尋 引 擎 服 務 (3) 雲 端 簡 單 龍 (Ezilla) 100 年 成 功 建 置 國 內 外 第 1 套 雲 端 線 上 作 業 系 統 (Cloud WebOS) 雲 端 簡 單 龍, 讓 使 用 者 簡 單 快 速 的 打 造 屬 於 專 屬 的 私 有 雲, 將 儲 存 網 路 計 算 等 服 務 一 次 到 位 國 網 中 心 於 PRAGMA 20 與 SC11 將 雲 端 簡 單 龍 與 日 本 AIST 及 美 國 SDSC 三 方 做 雲 端 應 用 展 示 ; 於 100 年 9 月 應 邀 前 往 臺 北 國 際 發 明 展 於 國 科 會 創 新 研 發 館 發 表 雲 端 簡 單 龍 -Ezilla 此 軟 體 應 用 於 教 育 單 位, 為 國 內 少 數 雲 端 虛 擬 電 腦 教 室 以 自 由 軟 體 呈 現 另 外,PRAGMA- 日 本 成 員 AIST 受 到 日 本 震 災 影 響, 於 國 際 請 求 雲 端 計 算 能 量 之 幫 助, 國 網 中 心 完 成 協 助 對 於 其 計 算 資 源 之 建 置, 詳 見 geogrid.org/ (4) 黑 肚 龍 (Haduzilla) 國 網 中 心 整 合 企 鵝 龍 快 速 佈 署 無 碟 技 術 與 雲 端 資 料 探 勘 Apache Hadoop 軟 體, 發 展 出 臺 灣 第 1 座 公 用 多 人 Hadoop 資 料 探 勘 實 驗 叢 集 並 開 放 服 務 100 年 5 月 釋 出 黑 肚 龍 軟 體 重 要 改 版, 提 供 windows 安 裝 檔, 降 低 學 研 單 位 架 設 資 料 探 勘 平 臺 的 技 術 門 檻 由 黑 肚 龍 軟 體 所 打 造 的 國 網 中 心 Hadoop 實 驗 叢 集 ( 對 外 服 務 已 達 3 年 之 久, 並 於 學 研 界 有 多 項 應 用, 截 至 100 年 此 Hadoop 資 料 探 勘 實 驗 叢 集 已 有 1,962 人 註 冊, 共 執 行 了 154,252 個 運 算 任 務 (Job) 國 網 中 心 自 由 軟 體 實 驗 室 網 址 4. 建 置 卓 越 之 雲 端 運 算 及 儲 存 環 境 (1)Formosa 3 於 8 月 1 日 對 外 開 放 提 供 IaaS 雲 端 服 務 100 年 度 完 成 Formosa 3 科 技 研 發 雲 端 運 算 平 臺 主 機 雲 端 運 算 服 務 建 置 開 發 工 作, 此 座 雲 端 平 臺 如 期 於 8 月 1 日 對 外 開 放 提 供 IaaS 雲 端 服 務, 以 虛 擬 機 器 租 賃 方 式, 讓 使 用 者 依 自 己 的 需 求 自 行 安 裝 佈 署 作 業 系 統 與 套 裝 軟 體, 動 態 啟 動 或 關 閉 虛 擬 機 器, 管 理 屬 於 自 己 的 雲 端 運 算 環 境 Formosa 3 亦 作 為 算 圖 農 場 (Render Farm) 的 運 算 平 臺, 以 雲 端 模 式 提 供 國 內 動 畫 與 特 效 算 圖 服 務, 協 助 國 內 的 電 影 和 動 畫 提 升 至 新 的 境 界 (2) Formosa 4 於 世 界 五 百 大 超 級 電 腦 排 名 第 234 名, 於 世 界 五 百 大 綠 能 電 腦 排 名 第 37 名 成 功 規 劃 建 置 國 內 最 大 的 雲 端 運 算 叢 集 系 統 Formosa 4,Formosa 4 是 由 88 臺 計 算 伺 服 器 所 構 成, 每 臺 計 算 伺 服 器 配 備 2 顆 6 核 心 Xeon GHz 處 理 器 InfiniBand 40 Gb/s 高 速 網 路 3 張 Nvidia Tesla M2070 GPU 48 GB 記 憶 體, 搭 配 儲 存 節 點 共 42 TB 硬 碟 空 間 新 一 代 的 Formosa 988 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

17 第 六 章 科 技 服 務 群 組 4 主 要 以 CPU 加 GPU 混 合 的 運 算 架 構 設 計 系 統,GPU 將 可 進 行 圖 形 處 理 以 外 的 通 用 計 算, 大 幅 地 提 升 了 平 行 運 算 與 特 殊 應 用 處 理 的 速 度 此 座 雲 端 運 算 叢 集 經 不 斷 的 調 校 效 能 後, 整 體 最 佳 效 能 達 70 兆 次 浮 點 運 算 (TFlops), 於 100 年 11 月 公 佈 之 第 38 屆 世 界 五 百 大 超 級 電 腦 排 名 (Top500), 成 功 拿 下 第 234 名, 並 於 世 界 五 百 大 綠 能 電 腦 排 名 (Green500) 排 名 第 37 名 (3) 有 效 整 合 設 施, 提 供 雲 端 儲 存 環 境 完 成 雲 端 儲 存 設 施 儲 存 虛 擬 化 建 置, 提 供 資 料 儲 存 量 可 900 TB 以 10 Gb 為 核 心 網 路 的 雲 端 儲 存 平 臺 與 TWAREN 串 連 成 專 屬 Virtual Private LAN Service Network (VPLS) 網 路, 已 順 利 完 成 新 竹 臺 中 及 臺 南 3 地 雲 端 資 料 儲 存 備 援 連 線 測 試 為 使 雲 端 儲 存 為 具 備 地 區 位 置 偵 測 功 能, 整 合 教 育 學 術 網 路 IP 資 料 庫, 申 請 次 網 域 名 稱 st.nchc.tw, 建 立 Location-based DNS 伺 服 器, 可 針 對 國 內 用 戶 可 依 其 所 在 地, 回 應 北 中 南 3 區 最 近 的 雲 端 儲 存 服 務 供 用 戶 使 用, 實 現 雲 端 儲 存 的 區 域 平 衡 及 資 料 傳 輸 分 流 的 優 點 建 置 資 料 供 應 平 臺, 主 要 以 FTP WebDav 及 SSL 為 標 準 的 傳 輸 協 定, 為 雲 端 儲 存 強 化 與 御 風 者 超 級 電 腦 兩 者 資 料 傳 輸 的 效 能, 率 先 結 合 Lustre 及 GPFS 兩 分 散 檔 案 系 統, 完 成 乙 太 網 路 10 G 及 InfiniBand 40 G 網 路 的 串 聯, 將 雲 端 儲 存 整 合 至 ALPS( 御 風 者 ) 主 機, 讓 高 速 計 算 的 主 機 用 戶, 可 以 透 過 雲 端 儲 存 的 標 準 服 務 協 定, 操 作 瀏 覽 器 或 指 令 列, 即 可 彈 性 管 理 雲 端 儲 存 空 間 的 檔 案 為 有 效 使 用 雲 端 儲 存,100 年 度 亦 訂 定 雲 端 資 料 儲 存 服 務 計 價 辦 法, 優 先 提 供 御 風 者 超 級 電 腦 用 戶, 凡 擁 有 御 風 者 系 統 帳 號 之 使 用 者, 可 使 用 至 多 6TB 之 免 費 雲 端 儲 存 空 間, 累 計 初 期 已 整 合 既 有 國 網 中 心 內 部 帳 號, 及 12 月 新 增 御 風 者 用 戶 帳 號, 總 計 開 放 使 用 者 帳 號 約 為 800 個, 外 部 計 畫 亦 陸 續 採 用 雲 端 儲 儲 服 務 5. 工 程 計 算 及 科 學 計 算 領 域 (1) 建 置 軟 體 服 務 平 臺 國 網 中 心 為 提 供 用 戶 一 個 方 便 快 捷 的 高 速 計 算 平 臺, 以 利 使 用 者 使 用 各 類 工 程 及 科 學 的 專 業 應 用 軟 體, 建 置 了 一 個 單 一 入 口 之 應 用 軟 體 服 務 平 臺, 讓 使 用 者 在 網 頁 瀏 覽 器 內 ( 如 IE Firefox) 即 可 直 接 快 速 啟 動 及 使 用 套 裝 軟 體 ( 如 常 用 之 工 程 軟 體 ANSYS ABAQUS, 或 是 科 學 軟 體 GAUSSIAN 等 等 ), 排 除 了 以 往 使 用 時 諸 多 環 境 及 遠 端 顯 示 (Xwindow) 的 繁 複 設 定, 讓 使 用 者 可 以 簡 易 且 便 捷 的 運 用 國 網 中 心 所 提 供 的 應 用 軟 體, 以 解 決 各 式 各 樣 科 學 與 工 程 問 題 (2) 中 耳 及 內 耳 藥 療 流 場 模 擬 主 要 在 探 討 當 內 耳 進 行 藥 物 治 療 時, 藥 物 是 否 可 順 利 被 吸 收, 透 過 計 算 流 體 力 學 三 維 數 值 分 析, 模 擬 藥 物 在 外 耳 道 及 中 耳 腔 內 的 流 動 情 形, 分 析 有 多 少 藥 物 能 沈 積 在 耳 堝 上, 並 傳 遞 到 內 耳 中 預 期 此 結 果 數 據 能 提 供 臨 床 醫 師 在 進 行 治 療 時 的 一 個 參 考 透 過 內 耳 藥 療 的 流 場 特 性 分 析, 發 現 耳 堝 的 擴 散 濃 度 沒 達 到 門 檻 時 是 無 法 進 入 內 耳, 另 亦 發 現 噴 藥 濃 度 在 中 耳 的 滯 留 一 段 時 間 會 急 速 衰 減 並 影 響 藥 進 入 內 耳 的 效 果, 此 延 遲 時 間 ( 亦 可 稱 半 衰 期 ) 與 藥 霧 的 顆 粒 大 小 有 關, 顯 示 噴 藥 器 的 設 計 與 藥 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 989

18 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 物 治 療 效 果 均 有 關 聯, 而 分 析 成 果 未 來 也 將 做 為 內 耳 治 療 及 了 解 藥 療 的 效 果 與 療 程 的 參 考 ( 圖 ) (3) 石 門 水 庫 排 洪 隧 道 三 維 數 值 模 擬 石 門 水 庫 排 洪 隧 道 主 要 在 彌 補 溢 洪 道 排 洪 量 之 不 足 當 發 生 颱 風 或 豪 雨 情 況, 且 集 水 區 開 始 明 顯 降 雨, 水 庫 可 先 進 行 調 節 性 放 水, 以 增 加 防 洪 容 量, 或 遇 水 庫 水 位 過 高 時, 可 配 合 溢 洪 道 同 時 洩 洪, 以 確 保 石 門 大 壩 之 安 全 近 年 來 因 氣 候 變 遷 造 成 極 端 降 雨 事 件, 排 洪 隧 道 必 須 經 常 性 啟 用, 才 能 抒 解 最 大 洪 峰 流 量, 但 是 排 洪 隧 道 在 開 啟 過 程 中 會 產 生 劇 烈 的 振 動 現 象, 因 此 國 網 中 心 透 過 電 腦 模 擬, 針 對 閘 門 結 構 系 統 的 安 全 性 進 行 分 析 與 評 估, 並 輔 以 現 地 的 閘 門 振 頻 量 測, 提 高 分 析 模 型 的 準 確 度, 提 出 適 當 的 防 振 措 施, 以 達 到 避 振 與 減 振 的 效 果, 並 增 加 排 洪 隧 道 操 作 之 安 全 性 也 透 過 三 維 流 場 模 擬, 求 得 排 洪 隧 道 洩 洪 時 在 後 池 形 成 之 流 場 特 性, 藉 此 分 析 高 速 洩 流 洪 水 施 加 於 後 池 邊 壁 之 作 用 力, 做 為 防 治 邊 壁 掏 刷 的 參 考, 以 解 決 多 年 來 排 洪 隧 道 對 岸 邊 壁 屢 屢 遭 受 破 壞 的 問 題 (4) 圖 形 處 理 器 (Graphic Processing Unit, GPU) 演 算 法 通 用 計 算 圖 形 處 理 器 ( 以 下 簡 稱 GPGPU) 為 近 年 高 速 計 算 領 域 中 發 展 最 為 快 速 的 處 理 器 之 一 國 網 中 心 利 用 其 高 速 浮 點 計 算 能 力, 輔 助 完 成 許 多 計 算 密 集 型 科 學 計 算 模 擬, 如 超 音 速 可 壓 縮 流 體 問 題 互 動 式 即 時 風 洞 場 模 擬 財 務 蒙 地 卡 羅 模 擬 等, 並 發 表 一 種 新 穎 計 算 流 體 力 學 數 值 方 法 SHLL 於 學 術 期 刊 Computer Physics Communications SHLL 於 一 顆 GPGPU 的 執 行 效 能 相 當 於 50 顆 高 速 計 算 核 心 能 力, 正 在 開 發 跨 節 點 跨 多 張 計 算 加 速 器 版 本, 此 版 本 在 於 提 升 混 合 MPI 在 叢 集 計 算 系 統 能 力 與 GPGPU 的 高 密 度 資 料 處 理 能 力, 測 試 版 的 效 能 資 料 已 有 達 到 超 過 1,400 倍 以 上 加 速 能 力 加 入 擴 增 實 境 技 術, 以 互 動 式 流 場 處 理, 使 得 在 計 算 模 擬 過 程 中, 可 將 來 自 於 不 同 感 測 器 的 資 料 同 步 輸 入 模 擬 流 場 中, 以 達 到 Velocity inlet Free boundary Wall boundary with a permeable surface Convection-Diffusion Domain Round Window with a permeable surface drug Confour e+000 Wall boundary 9.000e e e e e e-001 Diffusion Domain 3.000e e e-001 Permeable Interfaces 1.070e-008 Round Window with an input series Wall boundary with a permeable surface 圖 藥 物 在 中 耳 擴 散 情 形 : 藥 物 由 中 耳 進 到 內 部 後, 由 圓 窗 (round window) 擴 散 至 內 耳 資 料 來 源 : 國 研 院 國 網 中 心 990 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

19 第 六 章 科 技 服 務 群 組 互 動 式 效 果 ( 圖 ) 圖 擴 增 實 境 流 場 模 擬 圖 資 料 來 源 : 國 研 院 國 網 中 心 (5) 分 子 動 力 學 以 C++ 語 言 發 展 一 套 以 區 塊 切 割 法 為 基 礎, 具 有 動 態 計 算 負 載 平 衡, 且 具 可 攜 性 的 平 行 化 分 子 動 力 學 (Molecular Dynamics, MD) 程 式, 將 能 處 理 多 尺 度 系 統 的 模 擬 計 算 具 有 作 用 力 場 資 料 庫 和 客 製 化 的 力 場 模 組, 可 讓 使 用 者 抽 換 程 式 裡 的 作 用 力 場 套 件, 以 符 合 其 模 擬 系 統 的 需 求 目 前 PC-Cluster 版 本 已 經 完 成 奈 米 材 料 之 學 術 應 用 方 面, 可 以 利 用 該 程 式 探 討 金 屬 玻 璃 合 金 在 承 受 外 力 應 變 下 之 塑 性 變 形 研 究 ( 圖 ); 計 算 生 物 系 統 模 擬 方 面, 有 助 於 了 解 病 毒 如 何 感 染 宿 主 細 胞, 並 以 SARS 穿 膜 蛋 白 為 計 算 驗 證, 使 用 分 子 動 力 學 程 式 進 行 毫 秒 之 計 算 模 擬 ( 圖 ) 此 MD 程 式 開 發 之 特 性 :a. 為 使 在 MD 模 擬 中 留 有 更 大 的 自 由 度 處 理 不 同 類 型 的 運 算, 引 入 Potential Library 概 念 建 立 多 種 分 子 作 用 力 的 函 數 庫, 可 讓 終 端 使 用 者 自 行 加 入 修 改 作 用 力 方 程 模 組 作 用 力 函 數 庫 與 材 料 特 性 的 資 訊, 將 會 以 網 站 服 務 平 臺 之 方 式 提 供 使 用 者 線 上 查 詢, 提 供 與 使 用 者 互 動 討 論 的 留 言 版 ;b. 混 合 GPU 計 算 並 搭 配 MPI 在 叢 集 系 統,MPI 主 要 應 用 於 多 個 計 算 處 理 器 間 的 資 料 流 處 理,GPU 則 負 責 大 量 浮 點 計 算 ; 國 網 中 心 擁 有 臺 灣 最 好 的 GPU 叢 集 系 統, 故 導 入 多 GPU 計 算 加 速 器 的 方 法, 期 望 透 過 此 一 架 構 將 模 擬 尺 度 擴 大 至 10,000 顆 計 算 核 心 的 同 等 計 算 能 力 ;c. 在 後 處 理 方 面, 為 使 遠 距 觀 看 後 製 處 理 而 引 入 遠 端 OpenGL 處 理 機 制, 搭 配 裝 有 Geforce GTX590 圖 形 顯 示 卡, 達 All atomic model Compression loading 400 nucleation Strain localization Shear band atoms with local strain < 0.15 is eliminated 圖 金 屬 玻 璃 受 外 力 形 成 剪 切 帶 之 分 子 動 力 模 擬 資 料 來 源 : 國 研 院 國 網 中 心 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 991

20 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 圖 SARS 非 典 型 性 肺 炎 冠 狀 病 毒 穿 模 蛋 白 侵 入 宿 主 細 胞 膜 之 分 子 動 力 模 擬 資 料 來 源 : 國 研 院 國 網 中 心 成 高 解 析 度 的 3 維 圖 形 處 理, 使 用 流 暢 ( 五 ) 南 部 生 技 醫 療 器 材 產 業 聚 落 發 展 計 畫 (3/4)( 國 科 會 ) 政 府 將 醫 療 器 材 列 為 十 大 新 興 產 業 之 一, 更 是 兩 兆 雙 星 生 物 科 技 領 域 中 的 重 要 項 目 南 部 生 技 醫 療 器 材 產 業 聚 落 發 展 計 畫 主 要 係 由 政 府 整 合 科 研 資 源, 配 合 產 官 學 研 發 能 量 來 推 動 本 計 畫, 激 勵 產 業 投 入 前 瞻 技 術 自 主 性 研 發, 並 整 合 學 術 研 發 量 能, 建 立 研 發 平 臺, 培 育 高 階 生 技 醫 療 器 材 產 業 專 業 人 才, 進 而 提 升 我 國 生 技 醫 療 器 材 產 業 競 爭 力, 為 建 立 南 臺 灣 成 為 國 際 醫 療 器 材 產 業 研 發 與 製 造 重 鎮, 並 將 我 國 光 電 產 業 及 傳 統 產 業 能 量 導 入 醫 療 器 材 領 域, 使 我 國 整 體 醫 療 器 材 產 業 價 值 鏈 更 為 完 整 並 透 過 本 計 畫 執 行 來 達 成 南 部 醫 療 器 材 產 業 聚 落 的 目 的 本 計 畫 相 關 重 要 成 果 如 下 所 述 : 1. 持 續 推 動 醫 療 器 材 廠 商 進 駐 園 區 打 造 醫 療 器 材 產 業 聚 落 南 部 科 學 工 業 園 區 管 理 局 推 動 南 部 生 技 醫 療 器 材 產 業 聚 落 發 展 計 畫 主 要 係 以 醫 療 器 材 產 業 為 核 心, 整 合 研 究 機 構 大 專 院 校 與 廠 商 的 現 有 資 源, 擬 定 整 體 發 展 策 略 創 造 生 技 醫 療 器 材 產 業 專 區 之 投 資 誘 因 加 強 宣 傳 活 動 與 實 際 訪 廠 招 商 促 進 產 學 合 作, 以 吸 引 廠 商 進 駐 及 協 助 建 立 以 南 科 高 雄 園 區 為 主 的 醫 療 器 材 產 業 聚 落 並 輔 導 南 部 中 小 型 傳 統 製 造 業 技 術 提 升 與 產 品 價 值 升 級 導 入 臨 床 醫 療 人 員 協 助 醫 療 器 材 產 業 發 展 新 型 醫 療 器 材 與 技 術, 期 能 以 產 業 聚 落 吸 引 國 際 醫 療 器 材 大 廠 進 駐 或 投 資 南 科, 打 造 高 雄 園 區 成 為 國 際 級 醫 療 器 材 重 鎮 本 計 畫 自 98 年 度 起 執 行 迄 100 年 底, 合 計 通 過 75 件 計 畫 申 請 案 並 累 計 有 32 家 醫 療 器 材 有 效 廠 商 與 11 所 學 研 機 構 核 准 進 駐 園 區 及 促 進 19 件 產 學 合 作, 帶 動 醫 療 器 材 產 業 在 南 部 發 展 ( 圖 ) 2. 鼓 勵 廠 商 結 合 學 研 界 精 進 醫 療 器 材 研 發 量 能 及 培 訓 人 才 南 部 生 技 醫 療 器 材 產 業 聚 落 發 展 計 畫 主 要 由 廠 商 為 主 體, 整 合 南 部 地 區 的 產 官 學 研 醫 等 單 位, 在 南 科 高 雄 科 學 園 區 發 展 國 內 高 階 高 值 醫 療 器 材 產 業, 同 時 運 用 臺 灣 現 有 工 業 基 礎 優 勢, 結 合 學 992 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

21 第 六 章 科 技 服 務 群 組 建 構 通 路 行 銷 臨 床 媒 合 及 國 際 招 商 與 拓 銷 業 務, 協 助 園 區 生 技 醫 療 器 材 廠 商 對 外 行 銷 及 打 開 知 名 度, 以 行 銷 產 品 提 高 營 業 額 及 增 加 就 業 人 數 透 過 產 業 媒 合 平 台 及 快 速 上 市 平 台, 協 助 廠 商 進 行 國 內 外 醫 療 器 材 執 照 ( 衛 生 署 查 驗 登 記 FDA CE 等 ) 的 申 請, 縮 短 產 品 申 請 上 市 時 程 加 速 產 品 上 市 時 程, 提 升 我 國 生 醫 領 域 產 品 市 場 接 受 度 協 助 已 進 駐 園 區 之 廠 商 快 速 落 實 投 資 設 廠, 強 化 區 內 醫 材 廠 商 研 發 及 生 產 量 能 與 經 營 能 力 關 鍵 技 術 及 知 識 引 進 與 生 根, 並 申 請 設 立 GMP 廠 ISO13485 等, 促 使 聚 落 現 有 廠 商 得 以 在 地 延 續 生 根 透 過 政 府 資 源 補 助, 輔 導 廠 商 技 術 升 級 或 轉 型, 並 吸 引 進 駐 園 區 產 業 雛 型 聚 落 內 廠 商 合 作 加 速 產 品 上 市 國 內 外 學 研 合 作 強 化 國 際 行 銷 爭 取 國 際 訂 單 圖 南 部 生 技 醫 療 器 材 產 業 聚 落 發 展 策 略 資 料 來 源 : 財 團 法 人 金 屬 工 業 研 究 發 展 中 心 界 醫 界 業 界 及 研 究 機 構 之 專 長 及 經 驗, 開 發 臨 床 醫 療 之 高 階 醫 材 產 品 與 技 術, 建 立 國 內 醫 療 器 材 自 有 品 牌 產 品, 提 升 臺 灣 醫 材 技 術 水 平 國 際 形 象 主 要 之 研 究 計 畫 分 述 如 下 : (1) 高 階 齒 科 設 備 系 統 技 術 研 究 計 畫 藉 由 國 際 合 作 與 在 地 化 技 術 研 究 整 合, 主 要 內 容 包 含 高 壓 電 技 術 半 導 體 及 顯 示 技 術 齒 科 電 腦 斷 層 設 備 之 穿 透 式 X 光 管 精 密 機 械 系 統 整 合 技 術 齒 科 電 腦 斷 層 掃 描 儀 (Dental Cone Beam CT) 等, 透 過 在 現 有 業 基 礎 上 升 級, 將 可 推 動 業 鏈 的 完 善 和 整 合, 提 升 競 爭 力, 帶 動 國 內 系 統 性 醫 療 設 備 之 發 展 (2) 高 階 骨 科 器 材 技 術 研 究 計 畫 本 計 畫 主 要 是 透 過 光 電 及 材 料 等 學 界 能 量, 整 合 我 國 既 有 金 屬 加 工 及 骨 科 領 域 能 量, 發 展 高 階 微 創 骨 科 器 材, 例 如 華 人 骨 骼 CT 影 像 資 料 庫 骨 科 器 材 專 利 與 設 計 參 數 資 料 庫 骨 科 骨 板 設 計 加 工 及 試 作 手 術 器 械 與 導 引 系 統 骨 科 復 健 技 術 骨 質 疏 鬆 脊 椎 固 定 系 統 微 創 手 術 骨 創 傷 固 定 系 統 人 工 關 節 等, 持 續 提 升 我 國 骨 科 產 業 競 爭 力, 以 達 成 傳 統 產 業 升 值 的 目 標 (3) 醫 用 合 金 技 術 開 發 與 生 產 研 究 計 畫 本 計 畫 以 醫 用 金 屬 為 發 展 藍 圖, 包 含 含 鈦 矯 正 線 合 金 設 計 與 熔 煉 含 鈦 矯 正 線 之 熱 機 處 理 含 鈦 矯 正 線 之 設 計 與 抽 線 技 術 含 鈦 矯 正 線 之 特 性 測 試 陶 瓷 表 面 材 料 等, 使 我 國 醫 用 材 料 之 研 發 價 值 鏈 更 為 完 整 (4) 醫 療 美 容 相 關 技 術 與 器 材 研 究 計 畫 在 醫 學 美 容 領 域 當 中, 主 要 產 品 包 含 齒 科 用 雷 射 光 電 醫 療 器 材 的 開 發 計 畫 齒 科 用 LED 醫 用 光 源 開 發 皮 膚 科 及 眼 科 用 光 電 醫 療 器 材 開 發 計 畫 眼 科 雷 射 屈 光 矯 正 治 療 儀 雷 射 皮 膚 治 療 儀 技 工 用 雷 射 光 電 醫 療 器 材 的 開 發 光 動 力 醫 療 器 材 整 合 開 發 軟 組 織 填 充 物 之 運 用 技 術 牙 周 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 993

22 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 組 織 再 生 薄 膜 膠 原 蛋 白 系 列 傷 口 敷 料 產 品.. 等, 透 過 醫 學 美 容 相 關 設 備 的 開 發, 創 造 產 業 界 學 研 界 及 臨 床 醫 學 相 互 合 作 的 平 臺 與 機 制, 並 以 提 升 產 業 附 加 價 值 本 計 畫 將 培 育 國 內 醫 療 器 材 基 礎 及 高 級 專 業 人 才, 協 助 產 品 研 究 開 發 並 結 合 臺 灣 - 史 丹 福 醫 療 器 材 產 品 設 計 之 人 才 培 訓 計 畫 培 訓 高 階 醫 療 設 計 人 才, 本 計 畫 100 年 度 已 推 薦 5 人 參 加 該 計 畫 之 培 訓 預 計 南 部 生 技 醫 療 產 業 聚 落 發 展 計 畫 4 年 計 畫 結 束 後, 預 計 達 成 南 部 地 區 產 業 升 級 轉 型 或 新 設 生 技 醫 療 器 材 投 資 廠 商 50 家, 預 計 投 資 金 額 50 億 元 其 中, 自 98 年 起 累 計 至 100 年 申 請 南 部 生 技 醫 療 器 材 產 業 聚 落 發 展 計 劃 並 核 准 進 駐 園 區 之 醫 療 器 材 相 關 廠 商 已 達 32 家 以 上, 投 資 金 額 已 逾 40 億 元, 醫 療 器 材 產 業 聚 落 已 見 雛 形 ( 六 ) 晶 片 設 計 實 作 計 畫 (1/4)( 國 科 會 ) 晶 片 設 計 實 作 計 畫 之 主 要 目 標 為 培 育 晶 片 系 統 設 計 優 質 人 才 及 提 升 晶 片 系 統 設 計 前 瞻 技 術 ; 計 畫 執 行 重 點 包 含 :1. 晶 片 系 統 設 計 技 術 開 發 與 服 務,2. 晶 片 系 統 實 作 封 裝 及 量 測 服 務,3. 應 用 導 向 晶 片 系 統 整 合 平 臺,4. 人 才 培 育 與 技 術 交 流 經 由 本 計 畫 之 執 行 並 配 合 產 學 研 各 界 之 協 助, 使 學 術 界 設 計 能 力 及 技 術 能 符 合 產 業 界 未 來 的 發 展 趨 勢 與 需 求, 並 能 培 育 更 多 優 質 的 設 計 人 才, 以 協 助 IC 設 計 產 業 的 發 展, 蓄 積 產 業 研 發 與 市 場 能 量, 厚 植 IC 設 計 產 業 實 力 以 提 升 我 國 競 爭 力 本 計 畫 提 出 動 機 在 於 提 供 國 內 學 界 進 行 晶 片 設 計 實 作 研 究 所 需 環 境 與 服 務 多 年 來 國 家 晶 片 系 統 設 計 中 心 在 晶 片 設 計 實 作 製 程 開 發 量 測 服 務 已 經 累 積 相 當 技 術 能 量, 執 行 本 計 畫 將 提 供 學 術 界 更 完 整 的 IC 設 計 及 實 作 服 務 本 計 畫 提 出 以 下 執 行 重 點 配 合 晶 圓 代 工 廠 提 供 新 製 程 服 務 學 界, 導 入 40 nm 前 瞻 製 程 設 計, 以 提 升 晶 片 雛 型 品 製 作 服 務 建 立 互 補 式 金 屬 氧 化 物 半 導 體 (CMOS) 微 機 電 整 合 技 術 感 測 系 統 整 合 技 術, 提 供 異 質 晶 片 系 統 量 測 技 術 及 服 務 為 使 系 統 單 晶 片 與 嵌 入 式 系 統 設 計 者 能 夠 在 設 計 初 期 確 認 系 統 軟 硬 體 功 能 的 正 確 性, 國 家 晶 片 系 統 設 持 續 進 行 嵌 入 式 系 統 及 驗 證 平 臺 研 發 為 提 升 晶 片 系 統 設 計 前 瞻 技 術, 晶 片 系 統 設 計 中 心 進 行 三 維 系 統 整 合 技 術 及 平 臺 研 發, 確 保 臺 灣 學 術 界 在 現 有 以 封 裝 方 式 或 未 來 以 3D-IC 方 式 之 晶 片 系 統 設 計 能 力 居 於 世 界 領 先 地 位 此 外, 本 計 畫 運 用 既 有 的 資 源 及 軟 體, 承 繼 過 去 的 研 發 能 力, 建 立 完 整 系 統 的 教 育 訓 練 服 務, 支 援 學 術 研 究 培 育 晶 片 系 統 優 質 人 才, 提 升 產 業 所 需 人 才 之 質 與 量 本 計 畫 相 關 重 要 成 果 如 下 所 述 : 1. 研 發 成 果 國 家 晶 片 系 統 設 計 中 心 以 研 發 晶 片 及 系 統 設 計 技 術 培 育 晶 片 及 系 統 設 計 實 作 人 才, 並 支 援 各 大 專 院 校 進 行 晶 片 及 系 統 設 計 研 究 為 目 標 目 前 服 務 對 象 主 要 為 學 術 界, 部 分 之 資 源 亦 提 供 產 業 界 及 研 究 機 構 使 用 100 年 度 主 要 研 發 成 果 如 下 : (1) 建 構 三 維 系 統 開 發 平 臺 積 極 開 發 以 MG + 4C 應 用 為 核 心 之 研 發 整 合 平 臺, 國 家 晶 片 系 統 設 運 用 共 用 與 重 覆 使 用 的 概 念, 掌 握 晶 粒 級 模 組 化 三 維 模 組 堆 疊 等 關 鍵 技 術, 開 發 出 系 統 研 發 994 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

23 第 六 章 科 技 服 務 群 組 平 臺 之 變 形 金 剛 -MorPACK, 其 具 備 變 化 多 時 程 快 成 本 低 效 能 高 的 系 統 整 合 特 性, 應 用 範 圍 包 含 安 全 行 動 健 康 生 活 通 訊 娛 樂 等 領 域, 是 進 行 下 世 代 智 慧 電 子 系 統 研 發 的 好 幫 手 MorPACK 平 臺 的 發 表, 引 起 國 內 學 術 界 的 高 度 重 視, 目 前 已 有 6 所 大 學 使 用 此 平 臺, 其 應 用 範 圍 涵 蓋 了 生 醫 4C 應 用 安 全 娛 樂 等 MorPACK 平 臺 已 獲 得 3 項 專 利, 另 外 有 8 項 專 利 申 請 中,MorPACK 平 臺 亦 獲 得 IEEE Spectrum 報 導 並 受 邀 至 IEEE International Conference on IC Design and Technology, ICICDT-2011 國 際 會 議 發 表 Tutorial 除 此 之 外,MorPACK 研 發 成 果 更 獲 得 100 年 度 國 家 實 驗 研 究 院 科 技 傑 出 貢 獻 獎 之 優 等 獎 此 平 臺 學 術 價 值 在 提 升 臺 灣 研 發 能 量, 除 可 提 供 無 限 可 能 之 智 慧 電 子 應 用 讓 更 多 創 新 研 究 得 以 落 實, 並 提 高 臺 灣 學 術 界 一 流 國 際 論 文 競 爭 力 ( 圖 ) (2) 建 構 與 更 新 系 統 雛 形 驗 證 平 臺 (CONCORD) 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 已 完 成 100 年 版 CONCORD 平 臺 開 發, 平 臺 系 統 架 構 如 圖 所 示 100 年 版 CONCORD 平 臺 之 開 發 與 中 正 大 學 健 康 盒 數 位 驗 證 系 統 委 託 案 同 時 進 行, 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 依 據 委 託 案 之 實 際 應 用, 針 對 99 年 CONCORD 平 臺 進 行 微 調 與 最 佳 化, 已 完 成 100 年 度 CONCORD 平 臺 之 建 構 工 作 (3) CMOS 應 用 整 合 技 術 研 發 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 除 了 繼 續 提 供 原 有 的 0.35 m/0.18 mcmosmems 製 程 平 臺 (TSMC/APM), 也 針 對 設 計 上 所 使 用 的 規 範 做 改 善, 讓 設 計 者 能 減 少 錯 誤 發 生 圖 MorPACK 平 臺 資 料 來 源 : 國 家 晶 片 系 統 設 計 中 心 Vertical view Lateral View 圖 年 版 CONCORD 平 臺 系 統 架 構 資 料 來 源 : 國 家 晶 片 系 統 設 計 中 心 的 機 會, 以 提 高 設 計 上 的 成 功 率 例 如 針 對 一 些 CMOS MEMS 在 製 程 上 可 能 造 成 缺 陷 的 原 因 下 線 測 試, 包 括 大 面 積 的 金 屬 缺 陷 與 連 接 層 蝕 刻 的 負 載 效 應 passivation 區 塊 定 義 大 小 等 都 陸 續 作 測 試 與 更 新 ( 圖 ) CMOS 應 用 整 合 技 術 研 發 包 含 微 機 電 整 合 技 術 感 測 系 統 整 合 技 術 及 異 質 晶 片 系 統 量 測 之 研 發 該 中 心 與 聯 華 電 子 股 份 有 限 公 司 (UMC) 共 同 開 發 量 產 型 CMOS MEMS DRIE 製 程 平 臺, 並 針 對 在 該 平 臺 上 設 計 感 測 器 的 相 關 design kits, DRC command 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 995

24 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 圖 量 產 型 0.18 mcmosmems 製 程 平 臺 開 發 布 局 圖 資 料 來 源 : 國 家 晶 片 系 統 設 計 中 心 file 等 做 設 計 驗 證, 部 分 驗 證 結 果 並 回 饋 於 晶 圓 廠 做 製 程 調 整 修 正 已 驗 證 0.18 m 量 產 型 CMOS MEMS 製 程 平 臺, 並 提 供 學 術 界 使 用 2. 服 務 成 果 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 提 供 學 術 界 免 費 技 術 服 務 項 目 包 括 設 計 驗 證 環 境 申 請 服 務 設 計 驗 證 量 測 技 術 諮 詢 服 務 後 端 驗 證 服 務 數 位 及 混 合 訊 號 晶 片 測 試 服 務 晶 片 製 作 服 務 晶 片 測 試 服 務 提 供 e- learning 網 路 學 習 課 程 承 辦 IC 設 計 及 嵌 入 式 系 統 設 計 競 賽 出 版 刊 物 推 動 技 術 交 流 等, 具 體 績 效 如 下 : (1) 設 計 驗 證 環 境 申 請 服 務 : 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 為 提 供 國 內 學 術 界 從 事 晶 片 及 系 統 的 研 究 與 教 學, 引 進 國 內 外 IC 設 計 與 驗 證 軟 體 及 相 關 資 料 庫, 研 發 晶 片 系 統 及 矽 智 財 設 計 技 術, 並 整 合 成 不 同 類 別 的 設 計 流 程 與 建 立 完 善 的 晶 片 設 計 環 境, 免 費 提 供 國 內 學 術 界 使 用 100 年 向 該 中 心 申 請 設 計 驗 證 軟 體 元 件 庫 及 矽 智 產 以 建 立 晶 片 及 系 統 設 計 驗 證 環 境 之 申 請 案 件 為 2,309 件 (2) 設 計 驗 證 量 測 技 術 諮 詢 服 務 : 自 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 成 立 後 便 持 續 提 供 學 術 界 晶 片 及 系 統 設 計 驗 證 量 測 技 術 相 關 問 題 之 諮 詢 服 務, 該 項 服 務 對 學 校 教 師 及 學 生 的 研 究 具 有 相 當 程 度 的 幫 助 100 年 之 技 術 諮 詢 案 件 共 計 2,223 件 (3) 數 位 及 混 合 訊 號 晶 片 測 試 服 務 : 數 位 及 混 合 訊 號 自 動 測 試 設 備 開 放 對 象 為 學 術 界 各 校 師 生 及 產 業 界 人 士 100 年 總 計 使 用 次 數 230 次, 測 試 晶 片 顆 數 為 69 顆, 年 度 機 臺 使 用 率 高 達 9 成 以 上 (4) 晶 片 製 作 服 務 :100 年 持 續 完 備 12 個 製 程 環 境, 並 提 供 即 時 的 資 料 更 新 驗 證 及 說 明, 這 些 製 程 如 下 : a. 前 瞻 製 程 服 務 : 包 括 TSMC 90 nm 1P9M RF Low Power CMOS 製 程 與 本 年 度 新 增 之 TSMC 40 nm 1P9M CMOS 製 程 及 TSMC 90 nm 1P9M MS General Purpose 製 程 b. 一 般 應 用 製 程 : 包 括 TSMC 0.18 m 1P6M CMOS 製 程 TSMC 0.35 m 2P4M CMOS 製 程 搭 配 TSMC 0.35 m 2P4M CMOS 之 CMOS MEMS 後 製 程 搭 配 TSMC 0.35 m2p4mcmos 之 含 金 CMOS BioMEMS 後 製 程 與 搭 配 TSMC 0.18 m1p6mcmos 之 CMOS MEMS 後 製 程 c. 特 殊 應 用 製 程 : 包 括 TSMC 0.18 um SiGe BiCMOS 製 程 WIN 0.15 um PHEMT/MHEMT 製 程 TSMC 0.25 um 60 V High Voltage 製 程 與 tmt GIPD 製 程 996 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

25 第 六 章 科 技 服 務 群 組 100 年 度 配 合 晶 片 系 統 國 家 型 科 技 計 畫 (NSoC) 經 費 共 提 供 1,705 顆 之 晶 片 雛 型 品 製 作 服 務 (5) 晶 片 測 試 服 務 : 為 了 提 高 學 生 高 頻 量 測 的 成 功 率, 國 家 晶 片 系 統 設 計 中 心 之 策 略 為 鼓 勵 使 用 者 即 時 提 出 問 題 與 儀 器 操 作 者 討 論, 對 於 進 階 問 題 則 有 專 責 工 程 師 協 助 解 決 100 年 度 國 家 晶 片 系 統 設 計 中 心 除 了 利 用 e-news 網 頁 宣 導 國 家 晶 片 系 統 設 計 中 心 所 提 供 的 儀 器 量 測 服 務, 也 進 一 步 利 用 VLSI-CAD 的 研 討 會 場 合 直 接 跟 產 研 界 宣 傳 及 面 對 面 溝 通 100 年 該 中 心 提 供 數 位 混 合 訊 號 晶 片 及 系 統 測 試 偵 錯 環 境 及 類 比 微 機 電 及 通 訊 晶 片 量 測 平 臺, 成 果 如 下 : a. 數 位 及 混 合 訊 號 晶 片 測 試 服 務 :100 年 總 計 使 用 次 數 230 次, 測 試 晶 片 顆 數 為 69 顆, 年 度 機 臺 使 用 率 高 達 9 成 以 上 b. 類 比 微 機 電 及 通 訊 晶 片 量 測 服 務 : 有 關 晶 片 系 統 量 測 目 前 提 供 的 服 務 主 要 包 含 一 般 性 儀 器 通 訊 晶 片 量 測 類 比 量 測 及 微 機 電 量 測 服 務 100 年 完 成 之 量 測 件 數 為 1,109 件 3. 人 才 培 訓 (1) 教 育 訓 練 方 面 : 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 為 培 訓 晶 片 及 系 統 設 計 人 才, 針 對 不 同 設 計 方 式 分 別 開 設 相 關 訓 練 課 程, 包 含 Full-Custom IC Design Cell-Based IC Design MEMS Embedded System FPGA Design IC Testing RF/MMIC Design SoC/IP 及 ESL 等 不 同 的 設 計 流 程 近 年 來 由 於 異 質 整 合 系 統 設 計 高 頻 電 路 設 計 及 系 統 層 級 的 設 計 越 來 越 重 要, 因 此 將 針 對 這 些 領 域 增 加 訓 練 課 程 的 內 容 總 體 而 言,100 年 針 對 不 同 設 計 方 式 開 設 7 類 43 種 訓 練 課 程 計 175 梯 次, 其 中 大 部 分 課 程 講 師 由 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 的 工 程 師 擔 任, 參 與 培 訓 各 校 師 生 8,620 人 次 其 中 使 用 e-learning 課 程 之 報 名 人 數 非 常 踴 躍 (2) 承 辦 IC 設 計 競 賽 : 在 促 進 國 內 IC 設 計 技 術 交 流 方 面, 為 鼓 勵 大 學 院 校 學 生 從 事 積 體 電 路 設 計, 培 養 實 際 設 計 能 力, 以 增 進 學 生 學 習 興 趣, 提 升 我 國 積 體 電 路 設 計 水 準, 因 此 積 極 配 合 教 育 部 之 超 大 型 積 體 電 路 與 系 統 設 計 教 育 改 進 計 畫, 由 國 家 晶 片 系 統 設 中 心 協 辦 大 學 院 校 積 體 電 路 設 計 競 賽 本 屆 決 賽 共 分 為 大 學 組 全 客 戶 設 計 (Full-custom, 共 44 隊 ) 研 究 所 組 全 客 戶 設 計 (Full-custom, 共 15 隊 ) 類 比 電 路 設 計 (Analog Circuit, 共 30 隊 ) 大 學 組 可 程 式 邏 輯 設 計 (FPGA, 共 30 隊 ) 及 研 究 所 組 標 準 元 件 數 位 電 路 設 計 (Cell Based Design, 共 32 隊 ) 等 5 組, 總 計 151 隊 290 人 進 入 複 賽 ( 七 ) 儀 器 科 技 發 展 計 畫 (2/5)( 國 科 會 ) 基 於 突 破 性 科 學 研 究 仰 賴 創 新 儀 器 設 備 與 技 術 發 展, 儀 器 設 備 為 新 興 高 科 技 產 業 前 驅 技 術 為 持 續 發 展 並 支 持 國 內 前 瞻 學 術 研 究 與 高 科 技 產 業 所 需 之 儀 器 設 備 等, 國 研 院 儀 器 科 技 研 究 中 心 ( 簡 稱 儀 器 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 997

26 第 三 篇 科 技 活 動 與 成 就 - 應 用 研 究 與 技 術 發 展 科 技 研 究 中 心 ) 執 行 儀 器 科 技 發 展 計 畫, 持 續 深 化 儀 器 技 術 服 務 基 礎 能 量, 提 供 學 術 研 究 用 儀 器 技 術 平 臺 為 驗 證 發 展 技 術 完 整 度, 配 合 進 行 前 瞻 儀 器 開 發, 100 年 度 儀 器 科 技 發 展 計 畫 工 作 方 向 著 重 於 前 瞻 儀 器 技 術 開 發 儀 器 技 術 服 務 平 臺 環 境 建 構 及 技 術 服 務 推 廣 三 大 策 略 方 向 本 計 畫 相 關 重 要 成 果 如 下 所 述 : 1. 儀 器 科 技 創 新 開 創 前 瞻 研 究 應 用 儀 器 科 技 研 究 中 心 為 促 進 國 家 科 學 發 展 並 配 合 經 濟 建 設 需 要, 以 改 善 研 究 環 境 支 援 學 術 研 究 及 高 科 技 產 業 發 展 為 任 務, 建 構 儀 器 技 術 平 臺 提 供 前 瞻 研 究 儀 器 技 術 與 設 備 孕 育 國 際 級 研 究 成 果, 並 以 提 升 我 國 學 術 研 究 水 準 與 高 科 技 產 業 儀 器 技 術 層 次 為 發 展 目 標 儀 器 科 技 研 究 中 心 所 執 行 儀 器 科 技 發 展 計 畫 於 100 年 完 成 之 重 要 儀 器 系 統 關 鍵 元 組 件 與 關 鍵 軟 體 總 數 達 39 件, 茲 列 舉 重 要 成 果 說 明 如 下 : (1) ALD FTIR 製 程 監 控 系 統 : 儀 器 科 技 研 究 中 心 研 發 團 隊 完 成 執 行 第 2 年 期 奈 米 國 家 型 計 畫, 成 功 研 發 ALD FTIR 製 程 監 控 系 統, 並 以 本 奈 米 國 家 型 計 畫 第 1 年 期 產 出 之 金 屬 原 子 層 沉 積 系 統 為 製 程 平 臺, 將 紅 外 線 光 源 導 入 真 空 腔 體, 擷 取 原 子 級 薄 膜 表 面 官 能 基 之 吸 收 光 譜 變 化, 驗 證 其 即 時 監 控 能 力, 並 將 該 中 心 真 空 系 統 研 發 平 臺 之 研 發 能 量, 注 入 產 學 研 各 界 本 研 究 產 出 之 系 統 已 完 成 移 轉 至 國 內 大 學 進 行 先 端 研 究 與 應 用 (2) 均 勻 光 源 : 利 用 積 分 球 將 雙 光 源 混 合, 產 生 均 勻 光 源, 可 調 控 紅 外 光 (700 nm) 及 紫 光 的 光 強, 應 用 於 醫 學 光 譜 影 像, 利 用 積 分 球, 可 提 供 250~2,500 nm 光 源, 出 光 口 均 勻 度 98%, 可 應 用 於 近 紅 外 光 源 於 活 體 細 胞 的 研 究, 已 提 供 國 內 大 學 研 究 使 用 (3) 異 形 紡 口 板 自 動 檢 測 系 統 : 系 統 搭 配 XY 掃 描 平 臺, 可 完 成 mm 範 圍 掃 描,Z 軸 向 掃 描 範 圍 :250 mm, Z 軸 對 焦 精 度 :1 m, 系 統 光 學 解 析 度 :5 m, 掃 描 寬 度 :50 mm, 掃 描 速 度 :3,000 mm/min, 紡 口 可 檢 測 尺 寸 :0.05~5 mm, 紡 口 檢 測 準 確 率 : 99.9% 可 應 用 於 自 動 光 學 檢 測, 已 提 供 國 內 廠 商 使 用 (4) 磁 珠 試 片 顯 微 檢 測 系 統 : 磁 珠 試 片 顯 微 檢 測 系 統 是 根 據 委 託 廠 商 的 生 物 樣 品 的 檢 測 要 求 進 行 研 究 開 發, 其 建 立 10 倍 顯 微 鏡 的 系 統 以 標 準 96 孔 檢 測 盤 規 劃 X Y 進 給 軸, 並 可 依 據 程 式 規 劃 指 定 孔 位 定 位 觀 測 儀 器 科 技 研 究 中 心 以 現 有 機 電 技 術 整 合 設 計 技 術 與 顯 微 鏡 系 統 設 計 組 裝 技 術 完 成 此 系 統 之 製 作 (5) 超 音 波 儀 控 模 組 : 超 音 波 振 盪 子 置 於 線 性 移 動 軸 上 方, 採 對 稱 方 式 排 列, 藉 由 外 部 控 制 振 盪 子 開 關, 並 調 整 電 壓 值 控 制 振 幅 大 小, 每 一 振 盪 子 的 激 振 頻 率 為 28 khz, 振 幅 最 大 可 達 200 um, 搭 配 線 性 移 動 軸 與 人 機 界 面 可 控 制 平 臺 進 給 長 度 與 速 度 並 可 與 雷 射 結 合, 完 成 超 音 波 儀 控 模 組 開 發, 已 提 供 國 內 廠 商 使 用 998 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑

27 第 六 章 科 技 服 務 群 組 (6) 遠 端 操 控 程 式 界 面 : 具 有 低 功 率 消 耗 WiFi 網 路 自 動 偵 測 乙 太 網 路 界 面 連 線 能 力 交 握 式 串 列 傳 輸 (real com driver) 作 業 模 式 可 利 用 串 列 通 訊 式 終 端 機 模 式 (serial console) 設 定 參 數 等 特 點, 可 搭 配 觸 控 式 螢 幕 界 面 輸 入 其 訊 號, 達 成 遠 端 界 面 操 控 (7) 可 用 於 智 慧 型 手 機 之 人 臉 膚 質 評 估 演 算 介 面 裝 置 : 可 以 演 算 出 人 臉 膚 質 平 滑 度 與 皺 紋 度 量 化 比 例, 且 能 產 生 動 態 程 式 庫, 適 用 於 任 何 智 慧 型 手 機, 具 互 動 式 人 機 介 面 與 線 上 更 新 程 式 功 能, 可 提 升 國 內 智 慧 型 手 機 應 用 於 皮 膚 保 健 軟 體 開 發 技 術 能 力 為 有 效 保 護 技 術 開 發 成 果, 創 造 衍 生 加 值 應 用, 儀 器 科 技 研 究 中 心 100 年 申 請 專 利 22 件, 皆 為 發 明 專 利, 另 獲 得 專 利 12 件, 包 含 國 內 9 件 國 外 3 件 所 獲 得 專 利 除 實 現 於 產 學 應 用 外, 並 以 實 體 參 加 國 際 發 明 競 賽 以 進 行 推 廣,100 年 計 度 獲 得 臺 北 國 際 發 明 展 1 面 金 牌 1 面 銅 牌, 以 及 紐 倫 堡 國 際 發 明 獎 1 面 金 牌 3 面 銀 牌 及 大 會 特 別 獎, 肯 定 儀 器 科 技 研 究 中 心 在 創 意 實 現 上 的 成 果 發 表 國 際 期 刊 論 文 37 篇 國 際 與 國 內 研 討 會 論 文 123 篇 國 內 期 刊 論 文 21 篇, 合 計 181 篇 國 際 學 術 期 刊 發 表 論 文 37 篇 皆 列 名 EI/SCI, 含 Applied Physics Letters Physical Review Analytical Chemistry 及 Journal of Materials Chemistry 等,SCI 論 文 影 響 係 數 (Impact Factor, IF) 平 均 值 為 2.3, 達 水 準 以 上, 其 中 IF 大 於 3 者 11 篇 2. 儀 器 技 術 平 臺 維 運 創 造 核 心 服 務 價 值 為 提 供 各 界 更 專 業 友 善 及 優 質 化 的 服 務, 儀 器 科 技 研 究 中 心 維 持 與 精 進 ISO 9001 品 質 管 理 系 統 ISO 資 訊 安 全 管 理 系 統, 以 及 真 空 薄 膜 測 試 光 電 檢 校 掃 描 探 針 顯 微 術 標 準 電 顯 標 準 等 6 間 全 國 認 證 基 金 會 (TAF) 認 證 符 合 ISO/ IEC 品 質 系 統 之 實 驗 室, 建 構 滿 足 學 研 界 需 求 的 服 務 平 臺, 協 助 學 研 界 將 前 瞻 研 究 轉 化 為 增 進 民 生 福 祉 之 應 用 科 技 100 年 推 動 光 學 測 試 實 驗 室 TAF 認 證, 申 請 折 射 率 與 曲 率 半 徑 檢 測 認 證, 已 通 過 TAF 現 場 評 鑑 認 可 符 合 ISO/IEC 國 際 標 準 規 範, 且 為 臺 灣 唯 一 認 可 之 光 學 曲 率 半 徑 測 試 實 業 室 為 擴 大 對 學 界 服 務 提 升 儀 器 使 用 效 能 與 促 進 資 源 有 效 運 用, 規 劃 儀 器 環 境 建 置 服 務 平 臺, 已 確 定 平 臺 運 作 模 式, 且 成 立 工 作 團 隊 展 開 運 作, 除 提 供 學 界 服 務, 亦 可 協 助 儀 器 資 源 有 效 運 用 在 對 學 界 服 務 方 面, 簽 訂 與 執 行 臺 灣 大 學 高 轉 速 截 斷 式 光 學 量 測 模 組 設 計 製 作 光 子 接 收 感 測 模 組 無 線 傳 輸 用 光 學 反 射 鏡 面 發 射 端 模 組 與 高 亮 度 13.5-nm 極 紫 外 光 源 之 研 發 交 通 大 學 多 通 道 電 晶 體 量 測 系 統 及 微 訊 號 放 大 系 統 海 洋 大 學 衛 星 科 學 酬 載 海 洋 環 境 照 相 儀 可 行 性 研 究 與 信 號 分 析 系 統 成 功 大 學 信 號 分 析 系 統 高 雄 醫 學 大 學 均 勻 光 源 與 太 陽 光 照 射 儀 濾 光 鏡 製 作 及 元 智 大 學 太 陽 光 照 射 儀 濾 光 鏡 製 作 等 十 餘 件 委 託 及 合 作 研 究 案, 與 學 界 共 同 執 行 國 家 型 計 畫 計 3 案, 運 用 儀 器 科 技 協 助 學 界 進 行 前 瞻 學 術 研 究 在 產 業 服 務 方 面, 接 受 廠 商 委 託 執 行 中 華 民 國 科 學 技 術 年 鑑 999