掌控注意力與動機：終結找不到東西的困擾！——《記憶決定你是誰》

本文由 ASM 委託，泛科學企劃執行。 

以人類現在的科技，我們能精準打造出每一面牆只有原子厚度的房子嗎？在半導體的世界，我們做到了！

如果將半導體製程比喻為蓋房子，「薄膜製程」就像是在晶片上堆砌層層疊疊的磚塊，透過「微影製程」映照出房間布局 — 也就是電路，再經過蝕刻步驟雕出一格格的房間 — 電晶體，最終形成我們熟悉的晶片。為了打造出效能更強大的晶片，我們必須在晶片這棟「房子」大小不變的情況下，塞進更多如同「房間」的電晶體。

因此，半導體產業內的各家大廠不斷拿出壓箱寶，一下發展環繞式閘極、3D封裝等新設計。一下引入極紫外曝光機，來刻出更微小的電路。但別忘記，要做出這些複雜的設計，你都要先有好的基底，也就是要先能在晶圓上沉積出一層層只有數層原子厚度的材料。

現在，這道薄膜製程成了電晶體微縮的一大關鍵。原子是物質組成的基本單位，直徑約0.1奈米，等於一根頭髮一百萬分之一的寬度。我們該怎麼精準地做出最薄只有原子厚度，而且還要長得非常均勻的薄膜，例如說3奈米就必須是3奈米，不能多也不能少？

這唯一的方法就是原子層沉積技術（ALD，Atomic Layer Deposition）。

小小的電晶體是怎麼做出來的？

蓋房子的第一步是什麼？沒錯，就是畫設計圖。只不過，在半導體的世界裡，我們不需要大興土木，就能將複雜的電路設計圖直接印到晶圓沉積的材料上，形成錯綜複雜的電路 — 這就是晶片製造的最重要的一環「微影製程」。

首先，工程師會在晶圓上製造二氧化矽或氮化矽絕緣層，進行第一次沉積，放上我們想要的材料。接著，為了在這層材料上雕出我們想要的電路圖案，會再塗上光阻劑，並且透過「曝光」，讓光阻劑只留下我們要的圖案。一次的循環完成後，就會換個材料，重複沉積、曝光、蝕刻的流程，這就像蓋房子一樣，由下而上，蓋出每個樓層，最後建成摩天大樓。

薄膜沉積是關鍵第一步，基底的品質決定晶片的穩定性。但你知道嗎？不只是堆砌磚塊有很多種方式，薄膜沉積也有多樣化的選擇！在「薄膜製程」中，材料學家開發了許多種選擇來處理這項任務。薄膜製程大致可分為物理和化學兩類，物理的薄膜製程包括蒸鍍、濺鍍、離子鍍、物理氣相沉積、脈衝雷射沉積、分子束磊晶等方式。化學的薄膜製程包括化學氣相沉積、化學液相沉積等方式。不同材料和溫度條件會選擇不同的方法。

化學氣相沉積是現今最常見的沉積技術

二氧化矽、碳化矽、氮化矽這些半導體材料，特別適合使用化學氣相沉積法（CVD, Chemical Vapor Deposition）。CVD 的過程也不難，氫氣、氬氣這些用來攜帶原料的「載氣」，會帶著要參與反應的氣體或原料蒸氣進入反應室。當兩種以上的原料在此混和，便會在已被加熱的目標基材上產生化學反應，逐漸在晶圓表面上長出我們的目標材料。

如果我們想增強半導體晶片的工作效能呢？那麼你會需要 CVD 衍生的磊晶（Epitaxy）技術！磊晶的過程就像是在為房子打「地基」，只不過這個地基的每一個「磚塊」只有原子或分子大小。透過磊晶，我們能在矽晶圓上長出一層完美的矽晶體基底層，並確保這兩層矽的晶格大小一致且工整對齊，這樣我們建造出來的摩天大樓就有最穩固、扎實的基礎。磊晶技術的精度也是各公司技術的重點。

雖然 CVD 是我們最常見的薄膜沉積技術，但隨著摩爾定律的推進，發展 3D、複雜結構的電晶體構造，薄膜也開始需要順著結構彎曲，並且追求精度更高、更一致的品質。這時 CVD 就顯得力有未逮。

原子層沉積是什麼？

並不是說 CVD 不能用，實際上，不管是 CVD 還是其他薄膜製程技術，在半導體製程中仍占有重要地位。但重點是，隨著更小的半導體節點競爭愈發激烈，電晶體的設計也開始如下圖演變。

看出來差別了嗎？沒錯，就是構造越變越複雜！這根本是對薄膜沉積技術的一大考驗。

舉例來說，如果要用 CVD 技術在如此複雜的結構上沉積材料，就會出現像是清洗杯子底部時，有些地方沾不太到洗碗精的狀況。如果一口氣加大洗碗精的用量，雖然對杯子來說沒事，但對半導體來說，那些最靠近表層的地方，就會長出明顯比其他地方厚的材料。

該怎麼解決這個問題呢？

材料學家的思路是，要找到一種方法，讓這層薄膜長到特定厚度時就停止繼續生長，這樣就能確保各處的薄膜厚度均勻。這種方法稱為 ALD，原子層沉積，顧名思義，以原子層為單位進行沉積。其實，ALD 就是 CVD 的改良版，最大的差異在所選用的化學氣體前驅物有著顯著的「自我侷限現象」，讓我們可以精準控制每次都只鋪上一層原子的厚度，並且將一步驟的反應拆為兩步驟。

在 ALD 的第一階段，我們先注入含有 A 成分的前驅物與基板表面反應。在這一步，要確保前驅物只會與基板產生反應，而不會不斷疊加，這樣，形成的薄膜，就絕對只有一層原子的厚度。反應會隨著表面空間的飽和而逐漸停止，這就稱為自我侷限現象。此時，我們可以通入惰性氣體將多餘的前驅物和副產物去除。在第二階段，我們再注入含有 B 成分的化學氣體，與早已附著在基材上的 A 成分反應，合成為我們的目標材料。

透過交替特殊氣體分子注入與多餘氣體分子去除的化學循環反應，將材料一層一層均勻包覆在關鍵零組件表面，每次沉積一個原子層的薄膜，我們就能實現極為精準的表面控制。

ASM 與 ALD、半導體產業攜手前進

你知道 ALD 領域的龍頭廠商是誰嗎？這個隱形冠軍就是 ASM！ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商，自 1968 年，Arthur del Prado 於荷蘭創立 ASM 以來，ASM 一直都致力於推進半導體製程先進技術。2007 年，ASM 的產品 Pulsar ALD 更是成為首個運用在量產高介電常數金屬閘極邏輯裝置的沉積設備。至今 ASM 不僅在 ALD 市場佔有超過 55% 的市佔率，也在 PECVD、磊晶等領域有著舉足輕重的重要性。

ASM 一直持續在快速成長，現在在北美、歐洲、及亞洲等地都設有技術研發與製造中心，營運據點廣布於全球 15 個地區。ASM 也很看重有「矽島」之稱的台灣市場，目前已在台灣深耕 18 年，於新竹、台中、林口、台南皆設有辦公室，並且在 2023 年於南科設立培訓中心，高雄辦公室也將於今年年底開幕！

當然，ALD 也不是薄膜製程的終點。

ASM 作為半導體設備領導廠商，為了維持領先優勢，當然也得持續開發新技術。例如 PEALD，ALD 前面的 PE，是 Plasma Enhanced，所以這種改良技術就稱為電漿輔助式原子層沉積。做法是針對 ALD 的第一步，先以電漿方式，將氫、氧、氮等氣體電離成離子。這些氣體離子，例如氧自由基，會先將前驅物提前氧化，同時也氧化基材的表面原子，使其產生缺少電子配對、不穩定的「懸空鍵」。如此被活化的基材與前驅物，就更容易互相產生反應，解決過去 ALD 常遇到前驅物反應率不足的問題。讓反應溫度更低的同時還能加快反應速度，因此能滿足更多的製程需求。未來不論是 GAA 環繞式閘極電晶體還是其他製程，都會持續看到 ALD 技術的身影。

最後，ASM 即將出席由國際半導體產業協會主辦的 SEMICON Taiwan 策略材料高峰論壇和人才培育論壇，就在 9 月 5 號的南港展覽館。如果你想掌握半導體產業的最新趨勢，絕對不能錯過！

本文由 美國穀物協會 委託，泛科學企劃執行。

你加過「酒精汽油」嗎？

2007 年，從台北的八座加油站開始，民眾可以在特定加油站選加「E3 酒精汽油」。

所謂的 E3，指的是汽油中有百分之 3 改為酒精。如果你在其他國家的加油站看到 E10、E27、E100 等等的標示，則代表不同濃度，最高到百分之百的酒精。例如美國、英國、印度、菲律賓等國家已經開放到 E10，巴西則有 E27 和百分之百酒精的 E100 選項可以選擇。

為什麼要加酒精呢？

單論玉米乙醇來說，碳排放趨近於零。為什麼呢？因為從玉米吸收二氧化碳與水進行光合作、生長、成熟，接著被採收，發酵成為玉米乙醇，最後燃燒成二氧化碳與水蒸氣回到大氣中。這一整趟碳循環與水循環，淨排放都是 0，是個零碳的好燃料來源。

當然，我們無法忽略的是燃料運輸、儲藏、以及製造生產設備時產生的碳足跡。即使如此，美國農業部經過評估分析，2017 發表的報告指出，玉米乙醇生命週期的碳排放量比汽油少了 43%。

「玉米乙醇」納入 SAF（永續航空燃料）前瞻性指引的選項之一

航空業占了全球碳排的 2.5%，而根據國際民用航空組織（ICAO）的預測，這個數字還會成長，2050 年全球航空碳排放量將會來到 2015 年的兩倍。這也使得以生質原料為首的「永續航空燃料」SAF，開始成為航空業減碳的關鍵，及投資者關注的新興科技。

只要燃料的生產符合永續，都可被歸類為 SAF。目前美國材料和試驗協會規範的 SAF 包含以合成方式製造的合成石蠟煤油 FT-SPK、透過發酵與合成製造的異鏈烷烴 SIP。以及近年討論度很高，以食用油為原料進行氫化的 HEFA，以及酒精航空燃料 ATJ（alcohol-to-jet）。

每種燃料的原料都不相同，因此需要的技術突破也不同。例如 HEFA 是將食用油重新再造成可用的航空燃料，因此製造商會從百萬間餐廳蒐集廢棄食用油，再進行「氫化」。

就引擎來說，我們當然也希望用到穩定的油。因此需要氫化來將植物油轉化為如同動物油般的飽和脂肪酸。氫化會打斷雙鍵，以氫原子佔據這些鍵結，讓氫在脂肪酸上「飽和」。此時因為穩定性提高，不易氧化，適合保存並減少對引擎的負擔。

至於酒精加工為酒精航空燃料 ATJ 的流程。乙醇會先進行脫水為乙烯，接著聚合成約 6~16 碳原子長度的長鏈烯烴。最後一樣進行氫化打斷雙鍵，成為長鏈烷烴，性質幾乎與傳統航空燃料一模一樣。

ATJ 和 HEFA 雖然都會經過氫化，但 ATJ 的反應中所需要的氫氣大約只有一半。另外，HEFA 取用的油品來源來自餐廳，雖然是幫助廢油循環使用的好方法，但供應多少比較不穩定。相對的，因為 ATJ 來源是玉米等穀物，通常農地會種植專門的玉米品種進行生質乙醇的生產，因此來源相對穩定。

但不論是哪一種 SAF，都有積極發展的價值。而航空業也不斷有新消息，例如阿聯酋航空在 2023 年也成功讓波音 777 以 100％ 的 SAF 燃料完成飛行，締下創舉。

汽車業也需要作出重要改變

根據長年推動低碳交通的國際組織 SLoCaT 分析，在所有交通工具的碳排放中，航空業佔了其中的 12%，而公路交通則占了 77%。沒錯，航空業雖然佔了全球碳排的 2.5%，但真正最大宗的碳排來源，還是我們的汽車載具。

但是這個新燃料會不會傷害我們的引擎呢？有人擔心，酒精可能會吸收空氣中的水氣，對機械設備造成影響？

其實也不用那麼擔心，畢竟酒精汽油已經不只是使用一、二十年的東西了。美國聯邦政府早在 1978 就透過免除 E10 的汽油燃料稅，來推廣添加百分之 10 酒精的低碳汽油。也就是說，酒精汽油的上路試驗已經快要 50 年。

有那麼多的研究數據在路上跑，當然不能錯過這個機會。美國國家可再生能源實驗室也持續進行調查，結果發現，由於 E10 汽油摻雜的比例非常低，和傳統汽油的化學性質差異非常小，這 50 年來的車輛，只要符合國際標準製造，都與 E10 汽油完全相容。

解惑：這些生質酒精的來源原料是否符合永續的精神嗎？

在環保議題裡，這種原本以為是一片好心，最後卻是環境災難的案例還不少。玉米乙醇也一樣有相關規範，例如歐盟在再生能源指令 RED II 明確說明，生質乙醇等生物燃料確實有持續性，但必須符合「永續」的標準，並且因為使用的原料是穀物，因此需要確保不會影響糧食供應。

好消息是，隨著目標變明確，專門生產生質酒精的玉米需求增加，這也帶動品種的改良。在美國，玉米產量連年提高，種植總面積卻緩步下降，避開了與糧爭地的問題。

另外，單位面積產量增加，也進一步降低收穫與運輸的複雜度，總碳排量也觀察到下降的趨勢，讓低碳汽油真正名實相符。

隨著航空業對永續航空燃料的需求抬頭，低碳汽油等生質燃料或許值得我們再次審視。看看除了鋰電池車、氫能車以外，生質燃料車，是否也是個值得加碼投資的方向？

參考資料

• Corn to Power Airplanes? Biden Administration Sets a High Bar. – The New York Times
• 台灣中油全球資訊網-加油站查詢
• https://grains.org.tw/最新科學研究：玉米燃料乙醇大幅減少溫室氣體排/
• USDA Releases New Report on Lifecycle Greenhouse Gas Balance of Ethanol
• https://scijournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bbb.2225
• 本田・GE100% 可持續燃料航空引擎測試成功
• 阿聯酋航空邁向永續 完成 100％ SAF 驅動單一引擎首航
• https://tcc-gsr.com/module-1/transforming-transport-and-mobility/

真的假的，只要有它，再難的事都能秒懂？

它就是 AI 心智圖工具，只要一句話，一個關鍵字，就能生成一張完整的知識架構圖。

無論是聽不懂老師在講什麼的學生，還是被老闆交辦沒聽過的工作，只要把聽不懂的詞丟進去，噠啦～瞬間一目了然！

而且這些 AI 心智圖工具，也能直接把生成的圖表或段落變成一頁簡報，真的非常方便！

今天，我將介紹 Whimsical 、 Xmind 和 MyMap 這三個 AI 心智圖工具，其中 Whimsical 是免費的，Xmind 跟 MyMap 這個 AI 功能要額外付費，但我自己實測的感覺非常好，因此也推薦給大家。

廢話不多說，讓我們開始吧！

Whimsical

Whimsical 對 APP 開發者可能並不陌生，是集結流程圖、心智圖、 APP 原型圖的線上工具，現在有加入 AI，不僅可以更快速地整理內容，甚至能無中生有。雖然一個帳號只能免費使用 AI 100 次，再多就要付費，但我用到現在也還沒用完。

先從快速整理內容來吧，我這邊用泛科學這篇文章當範例，複製文章內容跟他說

請幫我把下面的內容，整理成心智圖

暗能量是什麼？看不到也摸不著，我們該如何找到它？

這樣文章的大綱就在你面前了，如果對某些主題有興趣，就可以用心智圖上的關鍵字去 google 搜尋。

接下來，就輪到無中生有啦！這次我什麼都沒有給他，直接輸入

請給我核融合的基礎知識架構心智圖

這樣 Whimsical 就會給你核融合的知識架構圖啦。

你看，是不是很簡單呢？

如果想要把這張心智圖做成簡報，你只要選擇 Section 把它框起來，

就能在右邊的 Present 欄位上面，看到新的 Section，這時按下撥放，就會是一張剪報嘍。

作為流程圖與心智圖工具的 Whimsical 本來就很容易上手，加上 AI 就變得更無腦了，你甚至可以讓 Whimsical + AI 做完所有內容，再自己再微調版面，框選 Section，就有一份出色的簡報啦！

不過還是要說一下，Whimsical 的 AI 找得資料有點少，可能連學校作業的需求都無法應付，如果真的要瞬間秒懂所有事情，你可能要試試看 Xmind 或 MyMap 。

Xmind

先來說說 Xmind ，這款工具稱得上是臺灣最知名的心智圖工具了吧？像是創意思考或人生整理術之類的課程，都經常能見到 Xmind 的身影。現在加上 AI 之後，真的創造了天下沒有難學的知識，一個關鍵字，一張心智圖，順著心智圖學習，沒什麼事難得倒你。

這邊我想要提醒大家， Xmind 跟 Xmind AI 是兩個獨立的產品線，傳統的紅色的圖示 Xmind 包含桌面版程式與手機 APP ， Pro 專業版的售價是每三個月 16 美金， Xmind AI 是新推出的產品，圖示改成紫色，專業版費用是每個月 8 美金，兩者並不互通，重要的事說三次，兩者不互通，兩者不互通，今天分享的是紫色的 Xmind AI 線上平台，不要跑錯家哟。

回到正題， Xmind 的 AI 稱為 Copilot ，只要跟 Copilot 說出你聽不懂的關鍵字，它就會用心智圖幫你解答，為什麼只要關鍵字呢？這邊來做個示範，跟前面 Whimsical 一樣，輸入

請給我核融合的基礎知識架構心智圖

然後再輸入

核融合的知識架構

最後只給 Copilot

核融合

這三個關鍵字。

好像字越少，內容越豐富？推測是 Copilot 會直接把輸入內容當成搜尋詞彙，因此訊息越多，限制越大。在用 Copilot 時，我都盡量給簡單的關鍵字，等它完成比較豐富的心智圖後，再對心智圖中的單一項目進行 AI 生成。

沒錯，這就是 Xmind 好用的地方了，無論是你自己畫心智圖遇到瓶頸，還是剛剛 AI 生成的心智圖有不完整的地方，只要點有問題的項目，再點選畫面下方的 Copilot ，就能再生成後續內容啦！

Xmind 也支援心智圖直接轉簡報的功能，每個項目就是一頁簡報，會依照簡報架構播放簡報。

如果要放說明文字在簡報上，你可以點項目後按下面的 note 輸入文字，

也可以在 local image 上傳你要的圖片，就會在該張簡報呈現這些內容。

雖然 Xmind 不能把簡報弄得美美的，但 Xmind 支援將心智圖下載成 .md 或 .ppt 等檔案格式，之後就可以套入之前介紹過的 gamma 或其他人做好的 template ，一份有結構、漂亮的簡報就完成啦！

MyMap

最後介紹的 MyMap ，不是 google 那個 MyMap ，是 MyMap AI ，這個 A 編用完之後直接在工作群組裡面大喊：「這東西真是太好用了阿！」的一個工具。

一進入 MyMap 介面，基本上看不到任何工具欄或 icon ，只有跟 AI 的對話框，沒錯，這才是我想要的 AI 工具！ 什麼複雜操作都不用，只要跟 AI 說話，工作就完成啦！

能有這麼狂的介面，也就表示 MyMap 對自己的 AI 功能很有信心，實際用過真的，沒跟你五四三，用得過程中完全不需要找工具欄，資料與內容整理都非常到位！

跟 Whimsical 類似，MyMap 支援多種資料呈現方式，你也不需要知道有什麼呈現方式，在問它問題的時候，它就會解析你想要的內容可能適合什麼形式的呈現，如果有多種呈現方式適合，它還會問你要用什麼形式呈現。

如果你想要用已有的文件或內容做心智圖或其他圖表，你只要按下對話框旁邊的加號，就會跳出上傳檔案或輸入網址的對話框，上傳或輸入網址之後，他就會出現即時預覽的視窗，接著，就可以跟檔案對話了。

像我給它前面泛科學黑洞文章的網址，這時候只要跟他說

幫我整理這個網頁的內容重點

MyMap 不囉嗦，直接給我一個完整的內容重點整理。

用到現在，MyMap 的唯一缺點是拖曳畫面很不直覺，以及它非常非常小氣，只有七天試用期，訂閱 MyMap 的最低價格是 9 美元，但 A 編為了 GPT4 ，之接訂了 12 美元的 pro 版。看來無論是遊戲還是現實，課金變強都是不變的道理啊！

結語

好啦，其實也沒什麼特別要總結比較的，因為 MyMap 用起來真的太舒服了，但如果你只想當個免費仔，可以先用用看 Whimsical 。

而 Xmind 呢，其實它的檔案格式的支援度是最高的，要用其他軟體加工做成簡報的話，Xmind 還是有它的優勢之處的！

如果這支影片對你有幫助的話，請幫我在影片下方點個喜歡，並且把這支影片分享給需要的朋友，最後別忘了訂閱泛科學院的頻道，我們下支影片再見囉。

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