從矽島邁向量子島 台企搶攻全球供應鏈

文╱趙敏雅、曾筠庭 （中央社記者）

人工智慧（AI）浪潮來勢洶洶，量子科技已被視為下一個足以顛覆世界的科技革命，各國競相投入布局，台灣也沒有缺席。

為搶占量子世代先機，台灣量子國家隊自2022年成軍，第一期計畫已投入約新台幣60億元，聚焦量子運算、量子通訊及關鍵次系統等核心技術；同時，每年補助博士生及博士後研究員赴國外深化研發，培育量子科技高階人才。

隨著第二期規劃於今年啟動，將加快量子技術導入應用場域，並整合量子電腦硬體、軟體與應用平台，力推量子科技走向產業化。

驗證與算力策略成形 推動量子科技產業化

位於新竹的台灣半導體研究中心（TSRI）已啟用超導量子計算實驗室，打造量子電腦實機驗證環境，配有低溫系統以及台灣與芬蘭IQM合作購置的五位元超導量子電腦系統。

走進實驗室，白色低溫腔體映入眼簾，外觀印有IQM、TSRI字樣，內部溫度落在攝氏零下269度到零下273.14度，機器上方密布線路；系統運轉時為維持極低溫狀態，冷卻系統伴隨陣陣嘶嘶聲。

這套五位元超導量子電腦系統要價約新台幣7,000萬元，半導體中心主任劉建男形容「麻雀雖小，五臟俱全」。他指出，系統採客製化設計，不僅具備完整架構，還設有擴充插槽，讓國內團隊可將自行開發的電路、零組件放入驗證，測試是否能在量子電腦環境中運作。

目前已有學研團隊進入驗證或洽談合作，包括工研院的低溫混頻器、清華大學的超導量子放大器、陽明交通大學的超導量子位元，皆是構成超導量子電腦底層硬體不可或缺的元件。

半導體中心驗證平台協助量子電腦零組件與系統研發，探索產業化路徑；國網中心則規劃採購大型量子電腦設置於台南，將與傳統超級電腦協作，建構量子計算與高效能運算（HPC）異質混合運算主機，推進量子應用發展，盼在先進材料開發、生醫製藥及金融密碼等高複雜度領域取得突破。

劉建男透露，超導量子電腦系統已與國網中心連線，進行高效能與量子混合計算測試，預計國網中心量子電腦可望於明年完成建置，後續將對外提供量子算力服務。

半導體供應鏈優勢領航 從矽島邁向量子島

「台灣最強的就是硬體基礎」，劉建男認為，台灣擁有完整半導體供應鏈，是跨入量子賽局的重要優勢。

他分析，量子電腦要擴大規模，需要能在極低溫環境中穩定運作地控制與讀取晶片，學研界已進行相關開發與測試，「IC部分，我覺得是台灣最有機會克服，甚至超越其他國家的地方」。未來量子系統也將步向異質整合，量子晶片與控制晶片要緊密結合，高度仰賴先進封裝技術，這正是台灣半導體產業的核心能力。

此外，如何降低大量控制線路帶來的成本與體積，是量子電腦商業化前必須跨越的難關。劉建男表示，現有超導量子電腦布滿密密麻麻的線路，不僅體積龐大，單條線路造價也達數萬元，「微縮這一塊，本來就是台灣的強項」，團隊正嘗試將線路微縮、整合至晶片，盼突破量子電腦規模化發展瓶頸。

企業不敢砸錢孤注一擲 量子聯盟降低進場門檻

不過，量子電腦何時真正商業化，沒有人說得準。工研院資深專家吳志毅表示，企業一方面不希望錯過下一波科技革命，另一方面又擔心市場尚未形成，就必須投入大量研發成本。因此，經濟部今年4月成立「量子產業技術推動辦公室」，首要工作並非要求企業投入，而是打造讓產業低成本參與的平台。

吳志毅直言：「大概八、九成的企業，現在其實還不知道量子電腦該如何建構。」

從材料、設備、低溫晶片到系統整合，量子電腦供應鏈與現有半導體產業不盡相同，因此量子推動辦公室正籌組量子產業聯盟，串聯材料、IC、設備及系統整合等上下游業者，希望建立交流合作平台。

吳志毅指出，台灣半導體與AI伺服器產業能建立全球競爭力，關鍵就在於完整供應鏈生態系，如今量子科技也希望複製相同模式。

「如果每家公司都自己成立量子研發部門，成本太高了」。他表示，企業透過聯盟只需投入少量人力，就能掌握技術趨勢、尋找合作夥伴，降低前期試錯成本。

工研院試製基地扮推手 助台廠提前卡位供應鏈

除了建立合作平台，工研院另一項更實際的工作，是替產業補上量子位元「試製」這塊缺口。

目前全球量子位元多由學研單位研發，但真正邁向商業化，仍須經半導體製程提升穩定度與良率。工研院擁有全台唯一的八吋、12吋半導體研發中心，並正建置12吋先進製程試產線，定位介於學研實驗室與商業晶圓廠之間，提供量子元件小量試製服務。

吳志毅透露，國內已有多家業者委託工研院利用八吋研發線製作量子位元。他表示，商業晶圓廠不可能為少量研發需求調整產線，學研單位又缺乏接近量產的製程環境，因此工研院正好扮演兩者之間的橋梁，協助業者完成產品驗證，逐步走向商業化。

「我們不知道量子科技什麼時候會爆發，但一旦它爆發，台灣不能缺席」，吳志毅引述產業界前輩的話指出。量子推動辦公室未來三年的目標，就是將台灣既有半導體與精密製造優勢延伸至量子科技，協助台灣業者提早參與國際布局，在下一波全球供應鏈重組中占有一席之地。