商傳媒｜責任編輯／綜合外電報導

電晶體（transistor）作為現代電子產品的核心元件，其發展至今仍不斷突破極限。不僅主流晶片製程邁向2奈米世代，日本科學家近期也開發出能在極端高溫下運作的特殊電晶體，展現半導體技術的雙重進展。

電晶體是電子裝置的基礎，功能類似於一個微型開關，透過控制微小電壓來調節較大電流，使得數十億個電晶體能在一顆晶片上儲存和處理大量資訊。電晶體概念於1947年由約翰·巴丁（John Bardeen）、沃爾特·布拉頓（Walter Brattain）和威廉·肖克利（William Shockley）在貝爾實驗室（Bell Labs）發明，自此不斷縮小尺寸與提升效能。

然而，近年來半導體業界所稱的「2奈米」或「3奈米」製程節點，已不再直接代表電晶體的實際物理尺寸。電機電子工程師學會（IEEE）在2022年發布的路線圖指出，奈米命名已與實際特徵尺寸完全脫鉤，更多是作為不同世代製程的代號。即便如此，微縮技術的進步仍令人驚嘆，例如IBM在2021年宣布其2奈米測試晶片技術，能在指甲大小的矽片上容納多達500億個電晶體。而蘋果（Apple）最新發布的M6晶片，也已達到其宣稱的首款2奈米等級。

在電晶體架構方面，主流邏輯晶片經歷了從平面電晶體（planar）到鰭式場效電晶體（FinFET），再到環繞閘極（gate-all-around, GAA）的演變。三星（Samsung）於2022年率先推出採用GAA技術的3奈米製程晶片，而台積電（TSMC）的N2製程也已於2025年第四季進入量產，採用第一代Nanosheet晶片技術。英特爾（Intel）則將其GAA技術稱為RibbonFET，並在Intel 18A製程上應用，同時導入PowerVia背面供電技術，將供電網絡移至晶圓背面以優化訊號路由。根據《Nanowerk》報導，台積電2奈米製程在2026年第二季已貢獻3%晶圓營收，且該季資本支出高達157億美元。

除了追求極致微縮，日本科學家也開發出一種耐高溫的電晶體，專為嚴苛環境設計。根據《Ua.news》報導，日本研究團隊利用碳化矽（silicon carbide）材料，成功研發出可在高達600°C高溫下穩定運作的結型場效電晶體（junction gate field-effect transistors, JFETs）。相較於智慧型手機和電腦常用的金氧半導體場效電晶體（MOSFET），JFETs雖然微縮難度較高，但因不使用氧化層而能降低噪音。這類高溫電晶體預計可用於金星探測器或噴射發動機等特殊應用，但實際商用前仍需克服電路整合與晶圓級量產等挑戰。

目前全球領先的邏輯晶片製造商主要為台積電、三星和英特爾，記憶體製造則由三星、SK海力士（SK Hynix）、美光（Micron）和鎧俠（Kioxia）主導。輝達（NVIDIA）、高通（Qualcomm）、AMD和博通（Broadcom）等公司則專精於晶片設計。