雷射輔助切割研磨碳化矽效率

图一 : 如今化合物半导体已逐渐导入电动车及充电桩、再生能源发电与传输，甚至是低轨卫星、5G/6G高频通讯、人工智慧（AI）基础装置、工业设备等低碳生活模式，而极富有战略意义。（source：II-VI-SiC-for-5G）

[作者 陈念舜]

目前在提升再生能源装置容量和能源效率，皆有高度关联性的关键技术，莫过于利用化合物半导体来制造高效能功率半导体元件，以承受高电压、高温冲击。台湾厂商还具备过去多年来于矽基半导体产业累积的基础，且有如工研院等法人单位辅导，正积极投入建立材料开发、雷射辅助加工制程等测试验证平台和服务，将加速产业聚落成型。

尤其是伴随着交通运具电动化与提升能源效率等需求，包括：碳化矽（SiC）、氮化镓（GaN）、InP、Ga2O3、AIN等化合物半导体，因为比起传统矽基材料（Si-based）具备更宽裕的能隙特性，用来制造高效能功率半导体晶片元件，将可有效减省约50%电能转换损耗、20%电源转换系统成本，所以极适合提供高功率（>400V）、高电能转换效率应用，满足耐高压（>800V）、高温及高频需求。

工研院在2023年举行的「南台湾策略论坛」也指出，如今化合物半导体已逐渐导入电动车及充电桩、再生能源发电与传输，甚至是低轨卫星、5G/6G高频通讯、人工智慧（AI）基础装置、工业设备等低碳生活模式，减省充电时间和电池成本，而极富有战略意义。依工研院南分院预估其中SiC晶圆市场快速成长（CAGR~15%），2028年全球规模将达到17亿美元。

台湾藉矽基产业筑底 构建化合物半导体代工能量

惟若进一步分析现今高功率半导体元件挑战，便是约有50%成本来自SiC长晶材料和高品质基板，仍由少数国外大厂主导，整体基板产量不足，6吋N型SiC晶圆成为量产主流，也将是台湾半导体产业为来追求上游材料自主化的契机。

然而，基于化合物半导体种类繁多，对于材料自主化与在地设备挑战大，亟待评估量体较大的材料「优化技术」，并建立「设备改造」能力。台湾因为过去在深耕矽基半导体材料和制造使用技术上，具有漫长且成功的历史。包括在上游元件制程与下游次系统都有企业长期耕耘，掌握电路整合、成本控制能力，进而打造完整资通讯、汽车电子产业链，适合发展化合物半导体材料、制程设备，以及IC设计、封测和模组终端应用。

但如今产业仍处于起步阶段，包括上游粉体、长晶及晶球、晶锭、磊晶等原材料，以及元件制造与设计、设备来源皆仰赖进口，又以欧美日IDM厂商为主。未来则可能与垂直分工模式并存，适合引进国外系统厂商，代工制造将是台湾产业转型，有潜力参与功率电子产业发展的机会。从元件设计、磊晶制造、封装测试、模组系统等，亟待设立「成品验证场域」；同时培养或招募足够国内外化合物半导体人才，投入研发资源，以建立上位战略智权能量。

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