近日,澳洲联邦科学与工业研究组织(CSIRO)领导的国际团队发表创新成果,首次成功将量子机器学习(Quantum Machine Learning, QML)技术应用於半导体制造过程,重点聚焦在氮化??(GaN)高电子迁移率电晶体(HEMT)中「欧姆接触电阻(Ohmic contact resistance)」的建模与优化,成为量子算法於制造实务领域中的里程碑案例。
研究团队使用 159 组 CO?端实验数据,开创性地设计 Quantum Kernel?Aligned Regressor(QKAR)模型。该模型将关键制程变数转换为量子态,并结合经典算法完成回归分析,在回归误差、方差指标上全面领先七种主流传统机器学习模型 。量子模型特别适合处理小样本、高维度与非线性数据,具显着效果。
半导体制程中,欧姆接触电阻直接影响电流载流能力与元件性能。QKAR 模型可提前预测制程叁数组合是否将出现高电阻问题,进而提前介入调整。此应用可提高设备生产良率,并降低量测及制造成本。此外,该方法未限於单一材料,目前已成功应用於银、锌氧化物、铜氧化物及铋氧化物等电极系统,具备高通用性 。
量子机器学习技术正迅速扩展於制造、材料与缺陷检测等领域。CSIRO 的案例是首度将 QML 应用於微电子制程;此前也有研究团队提出「量子贝氏推理(quantum Bayesian inference)」用於晶圆缺陷分类,展示量子算法在制程错误辨识上的优势 。