工研院南方雨林 打造化合物半導體生態圈

工研院研發具有高功率、高馬力、高續航力、高環保「四高」特色的電動機車,內含整合型功率模組與電動機車馬達驅動器,預計未來將導入新一代化合物半導體作爲應用。圖/工研院提供

工研院鏈結產官學研啓動南方雨林計劃,打造南臺灣半導體雨林。圖/工研院提供

工研院南方雨林計劃概要

氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)等化合物半導體,因爲高速、耐高溫、耐高壓的特性,廣泛應用於高頻通訊及動力電子元件,在下游出海口需求強勁下,具十足未來性。工研院院長劉文雄表示,許多國家已將化合物半導體應用在綠能、電動車、通訊、資料中心、工業、國防等領域上,大幅提高優先度。爲了協助南臺灣產業發展,政府極力推動大南方計劃,若能將臺灣目前半導體競爭優勢,延伸往化合物半導體領域發展,串連南部材料、生產製造、研發資金與人才資源,將是南部產業轉型升級的大好機會。

政府引導民間 打造生態系

劉文雄進一步表示,這正是工研院「南方雨林計劃」的技術核心,南方雨林計劃是以四年爲目標,由政府引導民間投資的方式,在南臺灣打造化合物半導體的整合元件製造生態系,從設計、製造、封測到自有品牌的元件與模組,聯結到車用動力電子;並搭配原料、設備、晶圓切磨、熱處理封裝、軟體工具等,每個環節均可由本土研發或進行國內外合作,希望在四年內達到試量產成效並衍生事業體。

劉文雄指出,以車用零配件、塑膠、機械等爲主的傳統產業,其實具有強韌的產業生命力,堪稱臺灣的隱形冠軍;其中,最適合投入化合物半導體第一波應用的,就屬既有先天優勢,也不能缺席的車用零配件廠。

這些隱形冠軍數十年來,從車燈、板金、保險桿等維修市場,早已進入全球一級車廠如特斯拉、法拉利及保時捷等國際供應鏈,不僅與客戶關係緊密,能隨時與世界級車廠溝通,更掌握強大市場經驗優勢。透過經濟部投入研發資源,由工研院結合臺灣半導體與汽車零組件供應鏈優勢,未來朝向下世代綠能電子的應用與佈局,可望開創南方茂盛的半導體雨林,點燃下一波經濟成長的動力。

結合產官學 推人才培育

隨着電動車商機日益發酵,除了基礎的技術層面,人才培育也不能偏廢,工研院電光系統所所長吳志毅強調,全球許多國家已將化合物半導體列爲國家重點發展項目,臺灣除了政府積極展開的「化合物半導體計劃」,也應整合產官學各界資源,推動人才培育規劃,例如鼓勵大學院校增加化合物半導體獎學金,廣納全球優秀人才、建立就業爲導向的技職體系與培養基層技術人力等。

若能協助業者聯結化合物半導體功率元件切入車用動力電子,再搭配相關技術人才的投入,未來可能成爲化合物半導體的出海口,並與既有矽半導體產業鏈相輔相成,開創泛車用電子更多機會,並實際提升臺灣化合物半導體產業鏈的關鍵地位。

面對臺灣化合物半導體的佈局,吳志毅也提醒,臺灣在半導體產業供應鏈完整,從設計、生產製造到封裝測試,在全球排名屬一屬二;但國外發展化合物半導體歷史動輒超過30年,很多專利佈局完整,不僅如此,從粉末材料、長晶到設備等相關專利與市場更都掌握在歐美日廠商手上,如何避開專利或達成合作授權,這是臺灣發展化合物半導體將會遭遇到的挑戰。

發展化合物半導體 必走之路

但在即使如此,吳志毅認爲,「發展高科技技術沒有捷徑」,臺灣發展化合物半導體是絕對必要走的路,臺灣在矽半導體產業鏈已有很成熟的佈局,未來化合物半導體產業鏈若能成功複製,並選擇從最專長的代工生產、封裝測試開始,再花時間佈局材料與設備等面向,將有助臺灣成爲更大的全球半導體生態圈。

吳志毅表示,臺灣堪稱機車王國,機車年銷量上看一千多萬輛,工研院在經濟部工業局的支持下,研發國內電動機車馬達驅動器次系統公版,目前正積極將化合物半導體元件應用在電機車的馬達驅動器,未來希望整合國內上中下游產業鏈業者,建立國產化的自主供應鏈,提升電動機車驅動效能、馬力、散熱效果與續航力,進而提升20~30%以上的整體效能,讓臺灣電動機車也能成爲國際最終出海口。

(工研院記錄整理)