周苡嘉：成功機率再小 也不放棄任何機會！

她，二十二歲，大學剛畢業，就拿到加州大學洛杉磯分校（ＵＣＬＡ）博士班全額獎學金。二十七歲，她就成為ＩＢＭ華生研究中心的計畫主持人，領導瑞典、美國團隊，登上全球最頂尖的科學期刊《Science》，震撼學界。

她叫周苡嘉，去年才滿三十歲。她說起話來意外地單純，渾身散發出一股透明清新，與她的驚人成就不符。她來自於嘉義的小康家庭，雖然長年旅居美國加州、紐約，但她毫不世故，仍然親切，也能聽出來她中文口音中淡淡的鄉音。

周苡嘉現在是交通大學電子工程系專任助理教授，和學生站在一起就像學姊；但她已是學界很有分量的女科學家。她的研究，足以加速摩爾定律，把全球半導體技術推往下一個世代。

只有研究結果對於人類科學發展有重大突破，才有資格登上這本由美國發明大王愛迪生在一八八○年出資創辦的《Science》期刊。台灣史上只有二篇半導體的論文登上這本期刊，第一篇來自清大材料系的團隊；而第二篇，就出自周苡嘉率領的國際團隊，後製分析階段，更是她一人獨力完成。

突破！
張忠謀傷腦筋的問題 她找出了答案

深夜十一點，周苡嘉自己一個人在交大基礎大樓地下室的實驗室盯著顯微鏡頭，白天忙著授課的她，只有深夜時段，才有時間繼續研究。在隔音防震室裡，寂靜無聲，她獨自解讀著像天書一樣的資料，歷時一年半，才有現在的成果。

這篇論文的難度之高，最初研究的ＩＢＭ實驗室一度認為「不可能找到解答」，想要將它草草結束。若不是周苡嘉帶著她獨有的堅持，忍受孤獨走下去，這項研究結果可能就石沉大海，而摩爾定律更不可能翻新。

摩爾定律預言，晶片的效能每隔兩年就會增加一倍，也就是晶體和線路等元件的尺寸每兩年就會縮小一倍；但是，在這個微縮戰爭中，摩爾定律越來越難維持，開始受到挑戰。因為，以既有的傳統技術，已經無法再製造更小的晶片了。

全球最大的晶片製造公司台積電董事長張忠謀，就曾預言摩爾定律將走到極限。在二十八奈米時代，傳統的微影技術還堪用；但是未來晶片線寬將縮小到十奈米，現有技術就會受到限制。

傳統手法，是把線路圖投影到矽晶上；而現在科學家開始嘗試在新材料上，用「自組裝」方式製作電路，也就是透過化學反應沉積，像種菜一樣，讓晶片自己「長」出規畫好的電路。

種菜要注意天氣、溼度、水分等，「種晶」也是一樣，要控制氣壓、真空度、反應氣體等條件。但是，過去從來沒有人知道要怎麼控制新材料的生長環境。因為，科學家得用數百萬倍解析度的電子顯微鏡做實驗，還要控制到奈米等級的變數，全世界沒有幾家實驗室做得出來。更難的是，沒有人有能力分析。

直到周苡嘉坐上顯微鏡機台，這個困住全世界科技的枷鎖，才冒出一線希望。在她歷時長達三年半的實驗和分析後，周苡嘉發現了完美的條件，原本十分鐘才能長出○．三奈米的晶體，現在只要三十秒就可長到。除此之外，她還發現了過去沒有發現的變數，在原子等級的大小控制住成長方向。
 

立志！
高中就想當科學家 拚到ＵＣＬＡ獎學金

周苡嘉憑藉的，除了成就每位科學家的好奇心，就是從小到大對枝微末節的堅持不懈。

在嘉義長大的周苡嘉，父親是嘉義大學的行政人員，母親之前在女裝店當裁縫師。這是一個極普通的家庭，但是周苡嘉和其他愛玩的同學不一樣，她喜歡念書。「在大業國中時，我就會找同學下課一起讀書，在其他同學眼裡，就像怪咖一樣。」周苡嘉接受《今周刊》專訪時說。不像一般女生喜歡讀小說，周苡嘉從小就喜歡科學。成績好的她，以資優保送嘉義女中資優班，成績在全校都是名列前茅。

單純的她，在高三時參加了吳健雄科學營，從此定下了一生的志向。「我那時就想要當像吳健雄一樣的女科學家！」她笑著說，能夠大聲說出小時候的志願，而不覺愧對自己，周苡嘉顯然得意。吳健雄是著名的美籍華裔物理學家，被稱為「中國的居理夫人」，以在核能的研究著稱。當其他女生迷歌手、電影明星時，周苡嘉的偶像就是女科學家。因此，她放棄高中導師建議的第三類組，考上清大。

想要在科學學術界發展的周苡嘉，在清大畢業後，有兩種選擇：在國內先念碩士，或是直接申請博士。周苡嘉在清大師長的鼓勵下，抱著「申請看看」的心態，自己寫自傳和讀書計畫給ＵＣＬＡ。結果，南加大給她全額獎學金。出國念書，從頭到尾，周苡嘉只向家裡拿了幾千美元，作為前幾個月的生活費，之後就沒有向家裡拿過錢，就這樣獨立地踏上了科學之路。

在ＵＣＬＡ，周苡嘉的指導教授是杜經寧。杜經寧是半導體界著名的學者，台灣史上第一篇《Science》的半導體論文，就是出自他的指導。杜經寧可說是改變周苡嘉一生的恩師，她記得杜經寧的一句話，就是告誡她，一位學者一生中，能完成的研究很有限，因此，「他要我不能放棄任何一個機會，就算成功的機率很小、花的時間很長。」她回憶。

周苡嘉（右）以大學生的身分申請到UCLA全額獎學金，是她科學生涯的關鍵。（圖中為杜經寧，左為周父）

就是這篇論文，讓周苡嘉在半導體發展上，名留青史。

專注！
對什麼都好奇 實驗一做就是十二小時

大學畢業生的周苡嘉，為了跟上博士班進度，非常辛苦。但是她做實驗，一次就可以坐十二、三小時不動，盯著畫面，讓杜經寧刮目相看。周苡嘉靠的，不是什麼驚人的定力，而是很簡單的「好奇心」。

「我迫不及待地，想要知道下一秒會發生什麼事。」每一刻鐘發生的事情，她都捕捉到眼裡，不放棄任何一個小機會。有趣的是，她看電影兩個小時都坐不住，但在實驗桌旁，一坐就是十幾個小時，捨不得離開。這就是因為她對科學真相的好奇心。

周苡嘉只花了三年九個月，按照計畫拿到博士學位，就是因為周苡嘉這種超乎常人的堅持。攻讀博士期間，周苡嘉想要申請美國國家實驗室的研究計畫，而想和實驗室主任見到面，卻被祕書拒絕了好多次。

周苡嘉不放棄，每天都打一通電話，「結果，祕書終於受不了，給了我一個機會。」原來，主任每天都會從山下實驗室走到山上辦公室，有十五分鐘路程，祕書安排她陪主任走上山，對周苡嘉來說，一扇小小的窗已經足夠。為了這十五分鐘，她特別練習邊走邊講話，把要討論的主題演練一次。結果如何？她拿到了這個實驗計畫。

和學生年紀差不多的周苡嘉（中），像是學姊，而非教授。

堅持！
一年半解讀數百萬張圖片 終於得到結果

南加大畢業後，周苡嘉進入羅絲（Frances M. Ross）管理的ＩＢＭ華生實驗室。羅絲在半導體界也十分有名，而周苡嘉是她見過少數印象深刻的年輕科學家。「她一開始的確有些緊張，但是周苡嘉學習的速度很快，很快就跟上我們的團隊。」羅絲接受電話採訪時說，ＩＢＭ實驗室鼓勵員工自主研究的文化，也讓周苡嘉成長迅速。「她在資料分析、數據化上非常拿手；原本混亂、複雜的原始圖像，她可以一張一張地整理、分析。」

當時，ＩＢＭ實驗室正在與瑞典隆恩（Lung）大學合作三五族的晶線成長計畫。這是第一次有人用電子顯微鏡同步觀察成長情況。實驗從二○○五年開始進行，但是，因為實驗結果太過複雜，沒辦法解讀，長久以來都沒結果。一一年，羅絲便「死馬當活馬醫」，把實驗交給才來一年的周苡嘉，告訴她「沒有結果也沒關係」。「沒想到，周苡嘉不把『沒有結果』當成結果。」羅絲說。

周苡嘉發揮驚人的毅力，是整個計畫扭轉的關鍵。她研究ＩＢＭ實驗室六年的實驗過程後，重新設計實驗參數，進行實驗。整個實驗過程大約有一百小時的晶線成長錄影，一秒鐘有三十張照片，也就是總共有接近一千萬張顯微鏡照片。

周苡嘉一張一張辨別成長過程，用○．一奈米為單位，將過程記錄下來。從她接手實驗後，在ＩＢＭ實驗室花了一年多的時間，實驗還沒做完，她回到交大教書，還是不放棄這項實驗，把結果帶回台灣，「因為我記得杜老師的那句話，我也知道這項實驗成功，一定會有很大的影響。」她說。就是這樣，她用課餘的深夜時間繼續分析，獨自在地下室的實驗室長達一年半之後，才將成果發表。

「我們其實也曾想要放棄過。」羅絲說。「但是周苡嘉非常執著，她一定要有結果才罷休。這種個性，她怎麼不會成功？」羅絲相當佩服年紀小她一輪的這個台灣女生，私底下兩人也是忘年之交。

回到台灣教書的周苡嘉，雖然在實驗中執著、強硬、不退讓，但是面對學生蹺課嚴重的現象，她卻放得很開。一名周苡嘉的學生就說：「周教授對學生很大方，都把我們當成大人，讓我們自己探索。」周苡嘉也笑笑地說：「我尊重他們的時間安排。」她溫柔地看著路過的學生。不過，深夜一到，她就會收起笑容，帶上女科學家的驕傲，在原子的世界中漫步。

摩爾定律
由英特爾創始人之一戈登•摩爾提出。內容為：積體電路上可容納的電晶體數目，約每24個月增加一倍，預計18個月會將晶片的效能提高一倍（即更多的電晶體使其更快）。

「三五族」周苡嘉的突破性研究
一篇名為「Atomic-Scale Variability and Control of III-V Nanowire Growth Kinetics」的論文被登在1月17日的國際頂尖《Science》期刊上。周苡嘉是第一作者，解讀、撰寫都是出自她之手。

實驗內容為「三五族」奈米線的原子級自組裝（self-assembly）成長機制。傳統矽晶為元素表上的「四族」，但是效能有限，因此三五族化合物越來越受到重視。這篇論文觀察三五族在原子等級的結晶沉積成長過程，並成功控制了成長環境。

除此之外，論文還顛覆傳統看法，發現結晶結構也會影響成長方向，並非過去認為的隨機亂數成長。這是史上第一次發現結晶成長非亂數，而是人為控制，因此特別重要。

未來立體IC、自組裝電路的應用，都將以此發現為起點，做出新材料的應用及發想，對未來半導體發展的影響甚巨。晶片，可以因此做得更小、更省電。

周苡嘉
出生：1983年，台灣嘉義人
現職：交通大學電子工程系專任助理教授
學歷：清華大學材料系、南加大洛杉磯分校材料科學與工程學系博士
成就：加州大學年度論文獎、第四屆台積電傑出學生研究獎、美國電子顯微鏡協會後博士研究員獎、交大史上最年輕登上《Science》期刊的教授