日本大阪產業技術研究所（ORIST）攜手大阪大學及東北大學研究團隊，利用微機電系統（MEMS）微加工技術，在厚度200微米的矽晶圓中蝕刻出間距200微米、彈臂寬約10微米的螺旋狀空隙，形成可自撐、可彎曲且可拉伸的矽晶結構。
此材料不依賴聚合物或金屬背板，並可透過拉伸改變矽與空氣的比例、排列及各向異性，進而調節太赫茲波的有效折射率與相位延遲。研究團隊將樣品拉伸12.6%後，垂直拉伸方向的偏振折射率下降約6%，平行方向則下降約8%。
這項差異代表材料可利用機械變形調控雙折射，相關成果已發表於《Optica》，DOI為10.1364/OPTICA.596183，並獲日本學術振興會KAKENHI及日本科學技術振興機構CREST計畫支持。
這項成果屬於材料科學與光子學的基礎技術突破，核心並非企業或政府間的權力角力，真正值得解析的是過去數十年太赫茲元件在「高频段材料性能」與「機械環境下的可部署性」之間存在的結構性矛盾。傳統矽晶片具有低損耗、良好加工性與成熟製程優勢，卻剛硬且容易因撞擊或形變失效；聚合物與金屬薄膜雖可增加柔軟度，卻可能犧牲太赫茲波傳輸效率，並增加多層材料整合難度。
研究團隊的解法不是增加一層柔軟背板，而是直接改變矽晶結構本身。螺旋彈簧提供機械延展性，殘留的矽晶網路則維持光學功能，藉由拉伸讓空隙擴大、降低有效折射率。這等於把原本固定、被動的光學參數，轉化為可由外部機械訊號控制的變數。
從有效介質理論來看，材料對太赫茲波的反應取決於微結構中矽與空氣的比例及排列；形變不只改變幾何尺寸，也會改變傳播方向上的各向異性。不同偏振產生不同折射率變化，正是實現可調相位、偏振控制與感測功能的物理基礎。
這項成果的關鍵價值，在於避開了高頻元件「追求極高頻寬」與「要求柔軟共形」難以兼得的傳統取捨。它目前仍屬研究階段，尚不能直接等同於量產技術；其後續能否勝出，還取決於拉伸疲勞、製程良率、陣列控制、封装以及與高頻電子線路整合等因素。
戰略貿易流向與供應鏈依賴度
HS 8542資料來源：UN Comtrade 聯合國商品貿易統計庫 · 全球市場規模 $5,800 億美元 / 年
這項研究延續了光電領域以「微機電調控」取代固定光學結構的長期演進。過去，變焦、偏振轉換與相位控制多依賴液晶、熱電材料、液晶聚合物或外部馬達；新材料則證明，矽晶本身的幾何形變足以成為高頻波的控制介面。若與半導體成熟製程結合，成本優勢可能來自批次製造與現有封裝生態，而不是單一材料性能。
相較於早期毫米波通訊仍受高頻元件體積、散熱與損耗限制，太赫茲頻段的難題更集中在路徑衰減、穿透深度與可整合性。這項成果並未解決太赫茲通訊的系統瓶頸，卻改善了其中一個關鍵介面：讓元件在可變形環境中仍保有可調性能。
01 起因觸發：研究團隊以MEMS蝕刻螺旋空隙，賦予200微米厚矽晶圓可拉伸結構
02 一階傳導：機械形變改變矽空比例與各向異性，使太赫茲有效折射率及相位延遲可被調控
03 二階擴散：研究焦點由被動光學元件延伸至主動MEMS、陣列控制、感測與光電共同封裝
04 產業外溢：工業檢測、醫學感測、柔性電子及太赫茲通訊設備商獲得新元件設計選項
05 宏觀終局：若可靠度與量產良率成熟，高頻光電系統可能由剛性晶片走向可變形、可自校準平台
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