高中多元選修・半導體

半導體原理與製造概論

Introduction of Semiconductor Principles and Manufactures

從量子理論、半導體材料與元件,一路走進晶圓製造、智慧工廠與產業人才需求。以高中物理為基礎,著重概念理解,協助學生建立完整的半導體學習地圖。

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COURSE AT A GLANCE

從高中物理出發,理解半導體原理與產業現況

本課程以高中物理為基礎,順應半導體歷史脈絡,從量子理論與材料特性一路探索至元件原理、晶圓製造管理與產業現況;並著重直覺性的概念理解,無須繁複公式,帶領學生體會物理學家的思考方式與科技發展。

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01
了解完整課程

課程介紹簡報

計畫背景|師資陣容|教學模式|課程架構

02
校內提案/課程審查

多元選修計畫書

授課對象|核心素養|學習目標|教學大綱

LEARNING OUTCOMES & COURSE PATH

這門課學什麼?課程如何安排?

四大學習目標、三段課程路徑,從量子理論與原子結構,一路延伸到半導體元件、晶圓製造與 AI 物聯網產業應用。

01
量子理論

了解量子理論的產生過程與主要觀念。

02
半導體材料

從量子理論理解半導體材料的獨特性質。

03
元件與製作

理解二極體、電晶體、積體電路、LED 與太陽電池等基本原理及製作方式。

04
製造與產業

理解半導體廠製造管理的重要概念與產業現況。

PART 01量子理論的出現與運用

20 世紀初物理難題 → 原子結構 → 量子理論與電子軌域

→
PART 02半導體材料與元件原理

晶體與能帶 → n/p 型半導體 → 元件與積體電路製程

→
PART 03半導體製造與產業概論

半導體工廠 → 製造管理 → AI/物聯網 → 產業與人才

查看完整 18 週教學大綱

現有多元選修計畫書以 18 週安排課程內容與評量;以下保留完整週次,預設收合以降低頁面資訊密度。

第 1–6 週|量子理論與原子結構
  • 01
    課程簡介

    針對本課程進行內容概要說明。

  • 02
    20 世紀初的物理難題

    從古典物理無法解釋的現象,帶出量子化與波粒二重性的出現。

  • 03
    原子的基本結構

    從實驗與波爾原子模型理解電子、原子核與原子光譜。

  • 04
    量子理論的出現

    介紹德布羅伊假說、薛丁格方程式、能量量子化與量子態。

  • 05
    量子理論應用在原子結構上

    由氫原子推衍電子軌域與能階。

  • 06
    第一次期中複習及評量

    複習量子理論與原子結構,並進行學習成果評量。

第 7–12 週|材料、能帶與半導體元件
  • 07
    原子如何堆積成固體及晶體

    介紹鍵結、晶體與非晶體的差異及晶體形成。

  • 08
    能帶的出現與固體電性的關係

    討論導體、半導體、絕緣體的能帶結構差異。

  • 09
    半導體為什麼能做出特殊元件

    理解雜質對導電特性的影響,以及 n 型與 p 型半導體。

  • 10
    半導體元件如何做到開關與放大

    介紹二極體、電晶體、MOS、LED 與太陽電池的工作原理。

  • 11
    如何將半導體元件做到極小

    理解基本製程、積體電路微縮與高純淨製造環境。

  • 12
    第二次期中複習及評量

    針對材料、元件及製造基本原理進行複習與評量。

第 13–18 週|製造、產業與人才
  • 13
    半導體工廠長什麼樣子

    從製造流程、工廠環境一路理解半導體供應鏈。

  • 14
    高科技製造的重要性

    從台灣與全球脈絡認識高科技製造與管理議題。

  • 15
    半導體廠的製造管理在做什麼

    理解高度精密複雜的半導體製造管理。

  • 16
    資訊科技、AI 與物聯網在半導體製造的應用

    認識資訊科技、物聯網與人工智慧在製造端的應用。

  • 17
    半導體相關產業的未來挑戰

    探討產業挑戰、人才需求與職涯發展。

  • 18
    期末複習及評量

    複習半導體製造相關概念並進行學習成果評量。

TEACHING TEAM

陽明交大 × 產業 × 高中|專業授課與課程諮詢團隊

國立陽明交通大學
李威儀 教授張永佳 教授
產業合作
世界先進積體電路股份有限公司 專業團隊
HIGH SCHOOL CONSULTATION

高中課程諮詢團隊

本課程由國立陽明交通大學與世界先進積體電路股份有限公司合作設計,並邀請下列十所高中的物理教師組成諮詢小組,參與課程討論並提供意見。

高雄市立高雄高級中學桃園市立武陵高級中等學校國立新竹女子高級中學國立新竹科學園區實驗高級中等學校國立新竹高級中學國立臺南第一高級中學國立嘉義高級中學新北市立板橋高級中學臺中市立臺中第一高級中等學校臺北市立第一女子高級中學

(學校依正式名稱逐字比較筆畫數排序。)

115 學年度用課

常態課程申請

常態課程已納入桃園市政府教育局專案合作計畫,桃園市高中無須另行申請報價,可直接與專員聯繫申請開課。

其他合作學校依 UHCOOL 現行付費流程辦理。

來信主旨建議:【OO縣/市_OO高中】UHCOOL_半導體原理與製造概論_問題概述