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全球半導體供應失衡，影響了包含汽車、醫療在內的各大產業，以及無數工作者和一般消費者。世界各國政府現正竭盡所能提高半導體產能、強化供應鏈，推出總額高達千億美元的獎勵計劃，希望滿足對於半導體不斷增長的需求。然而，這一波提升半導體產能的全球浪潮能否成功，取決於額外半導體製造設備（Semiconductor manufacturing equipment, SME）的生產和安裝，也就是說，若無更多的SME，便不可能有額外產能。 晶片短缺導致晶圓廠設備和其他複雜半導體製造工具的交貨時間增加。2020年晶圓廠設備交貨時間為3至6個月，2021年第一季平均延長至10個月，2021年7月則平均延長至14 個月，某些晶圓廠設備交貨時間更是超過2年之久。[1] 如果半導體製造設備所需晶片供應充足，晶圓廠設備交貨時間也將大幅縮短，半導體元件製造商無須改變配置策略就能擴大產能。 衝晶片產能 全靠半導體製造設備 設備交貨時間延長，讓晶圓廠的擴張窒礙難行，同時也讓廣大元件業者和供應鏈的擴張行動無以為繼，影響範圍包含從封裝和測試供應商到材料和製程設備供應商。根據SEMI全球晶圓廠預測報告，2020年至2024年間將有86家新晶圓廠或大型晶圓廠擴建計畫投產（見圖1），佔預測期間8吋晶圓廠總產能增幅的20%、12吋晶圓廠產能增幅的44%。設備交貨時間變長，代表計劃中的晶片產能提升速度也將放慢，讓晶片短缺時間進一步拉長。 圖1：2020年至2024年各地區預計投產之新12吋和8吋晶圓廠 半導體製造設備（SME）的生產仰賴相對少量的半導體，通常由承包製造商向SME OEM代工廠購買，並整合到SME零組件中[2] 。這些SME OEM代工和承包商所需的晶片佔全球半導體市場比例極小，遠低於1%，然而這些SME所需的晶片，對於提高整體半導體產能和滿足不斷成長的需求至關重要，對於所有產能相關投資和公共政策的成效也有舉足輕重的影響。 能否保有充足、及時和可靠的半導體供應，是目前擴大SME生產最大的挑戰。對於生產半導體來說，同樣重要的還有矽基板。此外，裸晶圓製造商也需要SME來增加產能，相關設備同樣沒有晶片不行。對於疾呼增加產能的政府和業界全員來說，讓SME代工廠和承包製造商拿到所需晶片絕對是首要任務，才能用來打造新建晶圓廠不可或缺的重要工具。 半導體製造設備的乘數效應 值得一提的是，雖然製造SME所需的半導體量非常小，但一旦到位，所能生產的晶片數量卻是相當龐大，相當 1,000倍的乘數效應[3]。SME代工廠製造不同工具需要各式不同數量和類型的半導體元件，如可編程邏輯閘陣列（FPGA）、電源管理 IC（PMIC）、感測器、微控制器單元（MCU）、可編程邏輯器件（PLD）、類比數位轉換器、功率放大器和記憶體晶片等。乘數效應適用於所有工具，舉例如下： 一個典型FPGA測試工具需要約80個FPGA組建，該工具每年可以測試約32萬個FPGA—乘數效應約4千倍。 製程工具需要約100個FPGA組建，每小時可以處理120片或更多晶圓。製程中晶圓均會通過每個工具多次，大多數工具對整體生產的貢獻等同於每年至少200萬台設備—乘數效應約2萬倍。 光學晶圓檢測工具需要約100片高性能運算（HPC）伺服器晶片組建，乘數效應可達到約3萬倍甚至更高。 一個典型MCU測試器需要約100個FPGA組建，該工具每年可以測試近1,000萬個MCU，乘數效應約10萬倍。 美國商務部指出，目前以用於汽車及多種關鍵下游產業的MCU晶片短缺最為嚴重[4]。假設在汽車供應鏈中，讓測試器發揮10萬倍的乘數效應，若汽車製造所需MCU 數量約為每台車100個，那麼每一個測試器在足量MCU可用情況下，汽車製造數量可達10萬輛（見圖2）。 圖 2：SME乘數效應對汽車市場的影響案例（來源： SEMI產業研究與統計事業群） 此一MCU測試器案例讓我們看到提供SME OEM代工和承包製造商充足晶片之後所能產生的強大乘數效應。為了增加產能，半導體產業需要更多的SME。汽車製造商和其他業別的公司對於SME帶來的產能增長多所仰賴。可以說，為數不多的SME是數十億半導體和無數使用半導體製造的下游元件命脈所在。因此，半導體供應鏈中所有成員都應該確保SME晶片供應充足無虞，半導體產能才能持續增加、滿足未來的需求，並且進一步強化供應鏈，避免未來短缺的情況再次發生。 結論 半導體元件製造商現在一邊努力把晶片公平分配給汽車和醫療等關鍵產業，同時也要讓業界意識到SME OEM代工廠面臨的晶片短缺問題有多嚴重，挑戰確實相當艱鉅。由於SME所需晶片量很少，元件製造商無須改變配置策略，也能讓重要的半導體製造工具先行，優先使用晶片，進而創造SME OEM代工、半導體元件製造商、終端市場OEM代工和最終消費者多贏的局面。 如果沒有關鍵SME，想要擴大晶圓廠產能，讓無數下游產業所需的大規模半導體生產量到位無異於緣木求魚。以SME為先，確保晶片充足所帶來的效益簡直不可勝數。設備交貨時間縮短將帶動半導體產能飆升、緩解晶片短缺，讓投資報酬率直線上升。 [1] 資料來源：各SME OEM廠商 [2] 各SME OEM廠商 [3] 上述SME乘數效應和案例均出自SEMI綜合各SME OEM廠商資料所進行之研究 [4] https://www.commerce.gov/news/blog/2022/01/results-semiconductor-supply-chain-request-information About SEMI SEMI 為全球化的半導體產業協會，致力於促進電子供應鏈的整體發展，連結全球超過2,500多家會員企業以及130萬名專業人士。SEMI 會員致力於創新材料、設計、設備、軟體及服務，透過協會藉由互助合作促成更多的科技創新與商業媒合。自1970年起，SEMI 持續協助會員發展、拓展商機及加速市場成長。了解更多 SEMICON Taiwan 國際半導體展 全台年度最大半導體盛事SEMICON Taiwan 2022國際半導體展將於9月14日至16日於台北南港展覽館一館盛大登場。今年展覽規模亦再創27年新高，吸引700家國內外廠商參與，共計推出2,400個展覽攤位。探討台灣半導體產業的七大強項，包括先進製程、異質整合、化合物半導體、車用晶片、智慧製造、ESG永續、半導體資安等發展趨勢，持續引領全球半導體產業下世代關鍵技術之發展交流，以迎接未來數十年產業發展的黃金時代。 SEMICON Taiwan 2022 | 9月14-16日 | 台北南港展覽館一館 | 了解更多

原文請點此觀看 文／艾祖華 SEMI智慧儲能委員會主席、台達電子能源系統解決方案事業處資深處長 國發會在三月底公布「臺灣2050淨零排放路徑及策略」，政府將在2030年前陸續投入新台幣9,000億元，全力向2050年達到淨零碳排的目標邁進，其中的2,078億元、也就是近總預算的四分之一，將用於加強智慧電網與儲能系統。 這是很重要的宣示。近年政府持續推動能源轉型，綠能發電量快速增加，但也讓台灣電網面臨快速變動、穩定性與可靠性不足等重重考驗。比如今年三月全台大停電，不僅有549萬戶民眾飽受無電之苦，石化、養殖、半導體與鋼鐵等產業也大受影響，估計損失恐超過百億元，顯見「穩定供電」不僅是民生問題、更是關乎經濟發展的產業問題。 儲能結合微電網化解跳電危機 想要兼顧淨零碳排與電力穩定，儲能系統絕對是關鍵。它可以調節電網，在用電需求低時將剩餘電力轉換為化學能、動能、位能等型態儲存起來，再於用電尖峰時釋出，舒緩綠電入夜停擺對電網造成的壓力。也就是說當再生能源建置越多，電網對儲能調節的需求就越高。因此，世界各國在邁向淨零碳排的路上，多會加重投資儲能系統。 當分散式再生能源增加，電網供電自然從傳統集中式轉型為分散式電網。本地的發電、配電與用電若可結合儲能，則不僅能有效提高發電、輸電、配電與終端使用者系統的電力品質及可靠性，更能輔助電網轉型為區域性智慧微電網（Micro-Grid）。當這些電力都能就近使用，發電使用效率提高、電網的韌性也就隨之提升，從而減少單一電廠跳電造成大範圍停電事故機率。 另一方面，台電「電力交易平台」也是儲能系統嶄露頭角的舞台，當民間加入電力調度的行列，便能提升電網整體的韌性。截至今年5月25日，已有34.3MW民間儲能設備投入調頻備轉的輔助服務市場，協助電力系統穩定頻率。儘管如此，目前用電大戶或民間表後儲能尚未能參與輔助服務，換言之，如果突發狀況再起，藏在民間的電力將無法即時投入支援，較為可惜。 國內許多不同領域的業者都抱持高度意願投入儲能市場。SEMI能源產業部建議，若想要走自主研發製造路線，除了人才培育，也要確保有足夠資源用於研發生產設備及驗證電池安全性。而系統整合業者的考驗，則是要具備驗證各家產品與整合的能力，並確保有穩定供貨來源且可兌現系統生命週期內的維修保固。至於投資方，由於金額大、風險高，更應該進行周延的風險管理與投報精算。 盼政府重視電網韌性建設 儲能產業需要多元且跨領域的專業技術能力，包括電力電子、電力系統、電池化學、資通訊與機電等技術，要擁有更全面的前瞻視角，就需要一個無障礙的跨產業溝通平台。SEMI的會員來自半導體產業者、再生能源產業者、可協助將傳統電網智慧化的資通訊業者、以及最了解電力市場的電力電子與機電業者，SEMI能源產業部並於2021年成立智慧儲能委員會，至今已有近30家儲能相關企業加入，儲能生態圈已然成形。我們也積極調查會員技術需求，搭橋鋪路對接長期合作的教育單位，累積研發技術、儲備未來研發人才，為不同產業的夥伴提供跨平台溝通的服務。 展望未來，期望政府從加強電網韌性的角度進行五項關鍵行動： 以額外補貼方式增加再生能源裝置搭配儲能比例 針對現階段電網基礎設施之不足，重新盤點並完整規劃布局 饋線共用，讓電網級儲能設備可跟太陽能共用與互補饋線容量，提高饋線利用率與成本效益 開放用電大戶表後參與台電電力交易平台，吸引更多用電大戶投入儲能產業。 也能以儲能在再生能源案場、變電站或區域微電網的多功能應用，來維持整體電網的穩定性。從應用角度來看，要把儲能應用在電網斷電後離網進行獨立電網形成（grid forming）、多電源微電網運作、中壓固態開關進行無縫切換等新興應用，都需要政策引導發展、並制定相關法規。若想要兼顧淨零碳排與電力穩定，儲能系統扮演著關鍵角色，期待政府全力輔助業者投入，使儲能幫助實現淨零排放。

新冠疫情大浪來襲時，全球許多產業、甚至各經濟體都不得不緊急踩剎車。面對到供應鏈物流中斷到政府施加的限制等各種不確定性和挑戰，企業無不想方設法，在最短時間內提出有效措施降低潛在風險的可能，同時重新打造不同的商業模式。這種情況之下，也難怪追求永續成長的前景困難重重。不過，全球經濟數位轉型在疫情催化下正不斷加速，算是出人意料的連帶效應之一，也因此推動了結構性轉變，讓已屆成熟階段的半導體產業更上一層樓，邁向新的歷史顛峰。 地緣政治情勢緊繃、供應鏈受限，雖然全球在疫情衝擊下動盪不安，但半導體產業卻持續走強，2021年連續第二年出現破紀錄的成長。現在的數位經濟時代亟需各式半導體設備，也帶動矽晶圓的強勁需求，讓矽晶圓出貨量於2021年再創新高。半導體材料市場也持續擴張，超越2020年締造的市場高點。這一波顯著成長主要歸功於全球各產業的數位化浪潮，對半導體的需求長期不減。 從SEMI 設備市場報告（EMDS）可以看到， 2021年半導體產業一路狂飆，完全不見疲態。產能投資持續邑注，滿足增長動力，讓前端和後端半導體設備部門往上攀升。全球半導體製造設備銷售金額大漲44%，突破1,020億美元，打破了2020年才創下的歷史紀錄。設備市場大好主要由先端邏輯和代工產能開發、DRAM投資復甦以及NAND快閃記憶體強勁支出所帶動。2021年所有地區的設備支出均表現亮眼，前三大地區（中國、韓國和台灣）資本設備年支出首次全部超過200億美元大關。 在2021年底大幅成長了43%，主要拜代工和邏輯部門以及記憶體支出的強勢複甦所賜。代工/邏輯佔晶圓廠設備投資一半以上，2021年較前一年同比大漲50%。與此同時，對記憶體的強勁需求帶動了NAND和DRAM製造設備的支出，DRAM是2021年成長的火車頭，年增幅達52%，NAND設備則上升24%。 後端設備方面，組裝/封裝以及測試設備部門也都創下新高紀錄。組裝/封裝設備繼2020年成長34%之後，2021年更往上跳了一級，飆升87%，來到70億美元。組裝和封裝工具需求主要由覆晶、晶圓級封裝（WLP）和其他先進封裝技術，以及導線架產能增加所推動。自動化測試設備部門則是接續2020年增長20%的漲勢，2021年攀升30%，達78億美元。測試設備在5G、汽車、物聯網和高速記憶體等長期驅動因素帶動下，需求相當穩定。另外，在晶片複雜度持續提高和小晶片（chiplet）架構日益普及推波助瀾下，測試設備市場也正迅速不斷擴大。 可以說我們正在見證半導體產業的結構性轉變，資本密集度變高、成長幅度顯著，卻受限於供應鏈靈活性不足，無法完全滿足需求以及跟上產能擴張的速度。當前設備投資總額的水平，相對半導體營收，2021年為18.5%，高於2020年的16.2%。 半導體產業搭上數位經濟蓬勃發展的浪潮，資本密集程度和製造投資規模兩方面雙雙創下新高，然而前方的道路可能依舊顛簸。疫情爆發後，半導體產業面臨勞動力、材料和零件短缺，以及物流延誤和產能不足等重大挑戰接踵而來。各種難關再加上供應鏈受限，在在讓製造晶片所需要的設備交貨時間不斷拉長。除此之外，地緣政治局勢持續惡化以及潛在的出口限制也讓瓶頸加劇，更添供應鏈和監管措施的不確定性。不過，大規模供應鏈網絡重組，無論是由政治或市場力道所驅動，本就曠日廢時，動輒得花上好幾年的時間。 有鑑於半導體產業近年的各式加速衝刺，以及需要克服的種種障礙，讓人不禁好奇，成長動能會否已然到達瓶頸了呢？還沒。一般普遍認為2022年半導體設備仍保有10-12% 的穩健增長。根據SEMI半導體設備預測報告，從OEM的觀點預估市場受益於先進技術投資和強勁記憶體設備支出，將進一步擴大至1,140億美元的規模。從週期循環歷史來看，多年連續擴張難以維持，而連年增長通常伴隨支出收縮而來，讓產業消化新的產能，再次回到供需平衡的階段。不過，在目前數位轉型與各種新興技術相輔相成的大環境之下，各式指標紛紛指出，市場將持續大步往前邁進，半導體產業可望走上長期擴張之路。 更多半導體設備市場趨勢（依地區和部門分門別類）資訊，請參閱SEMI設備市場報告（EMDS）和其他相關報告。更多SEMI市場數據產品詳情或訂閱資訊，請洽[email protected]。 Inna Skvortsova為SEMI產業研究團隊之分析師。 About SEMI SEMI 為全球化的半導體產業協會，致力於促進電子供應鏈的整體發展，連結全球超過2,500多家會員企業以及130萬名專業人士。SEMI 會員致力於創新材料、設計、設備、軟體及服務，透過協會藉由互助合作促成更多的科技創新與商業媒合。自1970年起，SEMI 持續協助會員發展、拓展商機及加速市場成長。了解更多 SEMICON Taiwan 國際半導體展 全台年度最大半導體盛事SEMICON Taiwan 2022國際半導體展將於9月14日至16日於台北南港展覽館一館盛大登場。今年展覽規模亦再創27年新高，吸引700家國內外廠商參與，共計推出2,400個展覽攤位。探討台灣半導體產業的七大強項，包括先進製程、異質整合、化合物半導體、車用晶片、智慧製造、ESG永續、半導體資安等發展趨勢，持續引領全球半導體產業下世代關鍵技術之發展交流，以迎接未來數十年產業發展的黃金時代。 SEMICON Taiwan 2022 | 9月14-16日 | 台北南港展覽館一館 | 了解更多

SEMI產業研究團隊分析師Inna Skvortsova受邀參加4月初舉行的2022年SEMI產業策略高峰論壇 (ISS)，面對現場將300多位高階主管時強調：「在世界各大經濟體數位化浪潮及半導體需求激增驅動下，全球半導體產業出現大幅成長」，對於2022年及之後的產業發展極具信心。 她引用SEMI材料市場報告（MMDS）數據指出：「過去幾年，我們看到材料消費量明顯增加，繼2021年創下市場營收紀錄後，2022年持續看漲，SEMI已將成長預測上修至7%。晶圓製造和封裝材料都是市場擴張的助力，晶圓製造材料2022年可望增長8.4%，封裝材料也有3.9%的增幅。」 半導體材料市場成長屢創新高 2021年至2023年晶圓廠投資額也將達到歷史新高，光是2022年支出就出現14%的增幅，將近260億美元。2022年即將起建的28座量產晶圓廠中，包含23家12吋晶圓廠以及5家8吋（及以下）晶圓廠。 晶圓廠建設支出達歷史新高 雖然與產能限制相關的挑戰持續在業界發酵，但SEMI全球晶圓廠預測報告（World Fab Forecast）仍看好12吋晶圓產能，在2022年及2023年將分別上升11%和8%；而8吋產能在2022年和2023年則各有5%和3%的增幅。 「不過，產業成長路上並非毫無不確定因素的干擾。」Skvortsova指出：「通膨壓力、持續的供應鏈挑戰和地緣政治局勢緊張都是潛在的風險，隨著產業加強擴大產能的力道，人才短缺的問題也將更為浮上水面。」 半導體產業可能於2030年成為上兆美元產業，是今年ISS論壇另一大熱門話題。3D InCites Françoise von Trapp與三位市場分析師同台，對於進入下個十年，產業該做什麼才能達成這個里程碑，有相當精彩的討論。 TechSearch International創始人暨總裁Jan Vardaman、TechInsights市場研究副總裁 Andrea Lati以及Gartner副總裁Bob Johnson都分享了獨到的觀點。 詳情見3D InCites原文報導：SEMI ISS 2022：尋找通往兆元產業的永續之路。 2022年SEMI產業策略高峰論壇 (ISS)以「半導體引領世界變革」為主軸，業界管理階層和產業資深經理人在為期三天的會議中共同探索全球電子製造業前景，同時檢視國際經濟、技術、市場、商業和地緣政治等可能影響產業發展的不同議題。

文／吳明璋 韋萊韜悅企業風險管理與經紀服務資深協理 2022年1月，SEMI（國際半導體產業協會）正式發佈半導體晶片設備資安標準（SEMI E187）。在全球SEMI會員努力下，歷經三年、三輪投票中上百個問題答辯終於定案。到底，SEMI E187欲解決何種資安痛點？ 老舊系統（Legacy Software）為半導體業者共同的痛點。即使硬體沒有問題，但因為軟體年限到期，無法支援最新修補程式，就會出現軟體業界常見的產品生命週期結束（End of Life，簡稱 EoL）或服務支援終止（End of Service，簡稱EoS）。偏偏，在以往軟體產品買斷的銷售模式，隨機安裝的軟體到了EoL仍然可以正常操作，主管認為設備功能上沒有問題，不需要換新。 問題是，半導體設備硬體的生命週期長達三十年之久，設備機台的資安折舊（Cybersecurity Depreciation）問題不容忽視。通常，半導體廠機台至少安裝二十個以上版本作業系統，平均每年有一至二個作業系統面臨到EoL問題。自2001年上市，Windows XP於2014年終止修補程式（Patch）更新的服務，但仍然搭配半導體新機台出貨。其他的作業系統EoL更短，平均四至六年之間便停止更新服務。因此，半導體設備硬體尚未折舊，甚至有很高的殘值，就事先面臨作業系統的折舊問題。 設備資安問題不是單一企業可以解決的問題，需要跨部門跨企業行動。除了作業系統，還有在半導體設備供應鏈的應用程式業者。SEMI E187涵蓋機台的端點防護、作業系統、網路安全，以及資安紀錄檔與監控，這些都是過去半導體機台的系統與應用程式長期忽略的資安議題。為了促使新機台強化資安，SEMI E187 從半導體資安採購規範著手，期盼帶動設備商在新機台研發時就納入資安議題（Security by Design）。 針對仍在使用年限的機台，內含的老舊系統該如何處理？這些缺乏資安防護力的設備，僅允許機台與機台連線的白名單（Whitelist）或許是個權宜之計。簡單來說，白名單就像是通行證，只允許機台連線事先核可的網路，駭客無法因此直接連線到外部網路。倘若將白名單安裝在這些機台，軟體更新可能會把這些設定回到原廠設定值，而清除白名單設定值。如果為這些機台安裝防火牆，就可以在防火牆設定白名單，以達設備存取控制之效。等到採用SEMI E187新機台逐年上線，有助於已達折舊年限的防火牆逐步淘汰。 SEMI E187推動不會只有採購部門的責任。企業內部導入過程就像是這個標準制定的縮影。三年三個草案版本，全球會員回饋意見達上百條問題。企業導入需要整合不同部門的意見，從設備管理者、IT或資安、採購、產線資安等。設備管理者認為設備資安不是他的職掌或績效指標KPI，但IT 或資安認為生產設備資安不是由他們負責，採購希望IT或資安提出設備資安規格。這個關鍵性資安議題容易成為公司內部三不管地帶。從設備資安採購角度，E187為半導體設備供應鏈管理訂下全球性合規的基礎。 無毒證明為第一步。國際半導體設備業者，目前正在討論如何導入。某些業者一開始就參與標準的討論，在三年間將會議問題帶回企業內部討論。由於設備資安在設備業者也是跨部門問題，他們不同部門的出席代表有助於在會議中搜集客戶意見。自2018年以後，他們客戶已經逐步要求設備出廠要提供無（病）毒證明。就算是E187簡化為設備無毒證明，至少設備業者與他們的客戶達成共識的第一步。 本文授權自作者，原文見此

淨零碳排已是供應鏈內的共識，同時也是各國政府所追求的政策目標。因此，積極導入太陽能等再生能源，提高使用綠電的比重，已經成為台灣製造業者急切追求的目標。舉例來說，歐盟已公布碳邊境計畫，未來商品出口到歐盟都需要提供碳足跡相關資料，且如果沒有符合法規內的碳排標準，須要付出罰金，台灣政府也針對2050年淨零碳排的目標制定法規。 因此減碳的願景與規劃不只攸關企業形象，也與台廠在國際市場的競爭力密不可分。其中，為了實現台灣的淨零碳排目標，太陽能是減碳的利器，透過政策與銀行支持、企業投入，台灣供應鏈才能在國際市場中強化競爭力。 活化、複合利用土地資源 實現淨零碳排政策目標 行政院副院長沈榮津在Energy Taiwan 2021台灣國際智慧能源週的太陽光電高峰論壇致詞中指出，能源轉型是政府的重大政策，2050年要達成淨零碳排是極具挑戰性的宏大目標。為實現2025年太陽光電裝置容量20GW的目標，行政團隊抱持使命必達態度，一方面持續聆聽產業界的聲音跟回饋，同時也積極協助業界解決問題。 我國太陽光電自2018年起，以每年1.35GW持續新增，去(2021)年新增量更達1.83GW，截至目前台灣已經完成建置太陽光電容量約為7.7GW，預計今(2022)年累計可達成11.25GW目標，配合未來三年每年將完成約3GW容量，最終將以達成最後20GW的政策目標。 地狹人稠的台灣要發展太陽光電，需仰賴釋放更多土地以興建太陽能廠，行政院副院長沈榮津表示，漁電共生、不利耕作農地的再利用，行政團隊已全面盤點所有可活化、複合利用的土地，進行社會環境檢核，同時也會積極進行社會溝通、跨部會的法令協調，將太陽光電的建設阻力降到最低。此外，攸關太陽光電併網的饋線與升壓站，成為推動太陽光電建設不可或缺的要素。行政院已經責成台電與其相關子公司，必須優先解決饋線問題，助早日達成政策目標。 碳邊境政策考驗業者資料準備能力 台經院研究一所所長陳彥豪指出，歐盟已經公布碳邊境相關法規，並預告將於2023年正式實施。雖然法規設有寬限期，在2023~2025年期間，不會對碳排放量超標的廠商科以罰款，但從2023年開始，廠商必須提供產品的碳足跡資料。有部分業界廠商則表示，當下已有廠商要求供應鏈為其2023年的碳排資料開始預先準備，建立完整的碳足跡資料。 準備歐盟要求的碳足跡資料，對台灣企業而言是一大挑戰。台灣企業通常是每年盤查一次碳足跡，但是歐盟要求的資料，至少每季須更新一次。頻繁地盤查會影響生產效率，但若不向歐盟提交資料，該產品就會被以全球排碳最多的產品標準課稅。 因此，如何因應歐盟的法規要求進行資料準備，避免自家的產品被當作碳排量最高產品對待，將是每家業者都必須嚴肅面對，及早做出準備的課題。 綠電使用比重將成企業競爭力關鍵 在IC測試領域，欣銓科技已經開始採用綠電。欣銓科技資深副總經理廖述俊認為，企業受到減碳趨勢、企業社會責任、RE100承諾及國內法規影響，必須積極採用綠電。然而，台灣的綠電供應不足，卻是一個很大的問題。政府必須加快能源轉型跟綠電建設的腳步，才能滿足企業對綠電的龐大需求。 面板產業方面，群創與友達作為用電大戶，皆設定減碳的願景與目標。群創光電總經理楊柱祥提及，群創將配合政策在2025年達到總用電量10%採用綠電。減碳規劃方面，受益於活化、複合利用的土地使用條例，群創建置屋頂與地面型太陽能板，未來傾向在科學園區發展一站式方案，提供綠電給園區內廠商。 此外，群創從2009年開始揭露碳足跡，為了達到淨零轉型，首創Innolux溫室氣體管理推動策略「D-C-I-R」，協助供應商揭露溫室氣體排放量並朝向減碳的方向發展。群創與友達的供應鏈90%重疊，群創調查關鍵供應商年度溫室氣體排放量，其中多少碳排來自生產製造賣給群創的產品，以及每單位產品排放多少溫室氣體。群創於2022年計劃推動DCIR 2.0，目標推動供應鏈由低碳邁向淨零轉型，期望達到群創產品溫室氣體排放貢獻量的碳中和。同時群創採用友達的太陽能方案，期望攜手增加台灣面板廠在國際的競爭力。 用綠色金融為能源轉型挹注資金活水 企業能否成功發展綠電的另一關鍵是銀行的支持力道，唯有銀行看好企業投入綠電的前景，企業才能取得發展綠能的資金。永豐銀行總經理莊銘福表示，永豐銀行大約在 2012年起啟動太陽光電融資計畫，當時銀行傳統的授信評估對於新類型的授信不熟悉，過往主要評估公司的績效與財務報表，但是針對太陽能案場，就要轉移關注的焦點，所以不管是信用評分的設計等方面都經過多次的修正與討論。 針對太陽光電的授信，須要評估該案場的EPC廠商、設備品牌，或是案場的規模與建置難度，包含防震與防災系數。所以投入太陽光電多年來，永豐針對太陽光電的評分表歷經數次修正，每次都徵詢多位專家意見，評分表逐步納入屋頂型、地面型、風雨操場、水面型、水庫、海面型或漁電共生等太陽能案場的評估。 克服能源轉型挑戰　產官金全員動起來 面對全球政府與企業的減碳共識，台灣企業勢必需要依照台灣及歐盟等地的法規，逐步達到淨零碳排。考慮台灣的地理條件限制，太陽光電是有利於台灣達成減碳目標的再生能源利器之一，眾多科技大廠都提出減碳願景，在積極導入再生能源的同時，協助供應商揭露碳足跡，為產品建立完整的碳排資料，以符合歐盟即將實施的碳邊境政策。 除了科技廠商積極透過導入再生能源提高市場競爭力，金融業如永豐銀行也率先投入制定太陽光電產業的授信評分標準，透過評估案場中的設備與環境條件等細節，以及納入政策風險考量，提供發展太陽光電產業所需的資金支持。 也唯有產業界、政府跟金融界全面動員起來，台灣的產業才能順利度過淨零碳排與能源轉型所帶來的考驗，為人類跟地球的和諧共存盡一份心力，同時也讓自己在面對產業競爭時，有更深厚的實力。 為響應國際永續趨勢與台灣綠能目標，SEMI能源產業部搭建完整跨領域再生能源產官學研交流平台，深化產業鏈合作關係與加速台灣綠能布局，打造供需雙方對話交流機會，助台灣產業轉型成為亞太綠能中心。今年的Energy Taiwan 2022台灣智慧能源週將會於10月19日至21日與大家再次見面，一同前瞻包含太陽光電、風能、儲能、氫能等再生能源產業趨勢脈動與市場商機。

氣候變遷成為全球課題，世界各國競相追求淨零排放，宣告零碳轉型時代來臨，全球超過128國推出重大綠色政策，承諾積極減碳目標，陸續採取行動。國際大廠相繼提出符合RE100、執行綠色轉型等標準，包括美國科技大廠蘋果（Apple）要求供應鏈2030年做到碳中和；全球晶圓代工龍頭台積電亦將減碳列為採購的重要指標，要求供應鏈廠商在2030年以前，必須節能20％。 未來，全球產業將逐綠電與低碳環境而居。綠電正是產業與經濟綠色轉型的救命之藥。鑑此，SEMI Energy能源產業部特舉辦【淨零轉型 實踐ESG系列活動-搶攻全球綠色供應鏈 佈局綠電採購】線上論壇，集結綠電使用企業以及推動低碳、零碳排重要的驅動因素，如太陽能、風能、儲能等產業代表以及政府相關權責單位，以產、官、 學、研的視野及觀點，探討再生能源對台灣企業的必要性，以及永續製造的轉型。 緊急氣候變化、森林砍伐和水資源安全惡化，導致企業風險大增，企業的永續發展策略至關重要，國際非營利組織CDP（原為國際碳揭露計畫Climate Disclosure Project）亞洲和大洋洲地區的承諾行動計劃（Commit to Action）的區域負責人Amelie Tan鼓勵企業從充分資訊揭露、評估氣候風險開始，企業首要的工作是充分揭露相關氣候風險資訊，透過揭露和測量相關的氣候風險，有助提高企業認識碳風險以及氣候風險的管理行動。 為達到2050年前實現淨零碳排放目標，世界各地、企業紛紛透過加入零碳排活動（Race To Zero）的國際倡議及合作網絡。科學證據已顯示，要讓全球升溫不高於工業革命前攝氏 1.5 度，才能降低氣候危機的風險，CDP致力促進企業能以更科學的方式達成減碳目標。透過「科學基礎減量目標（Science-based targets, SBT）」倡議，協助企業計算在全球碳預算的情境下，特定產業及公司合理的排放額度，並設定具體減碳目標。2020年全球已有超過一千家企業參與科學基礎減量目標組織的倡議。 面對全球氣候變遷與低碳轉型趨勢，企業倘未積極應對並擬定適當管理策略，營運恐受巨大損失、無法獲得投資者青睞、甚至被客戶和市場淘汰，KPMG安侯企業管理股份有限公司副總林文棟進一步指出，企業應洞悉ESG綠色重點之風險並積極面對，並提醒企業若選擇採購綠電來滿足法規義務與自身要求，必須關注的兩個重點：是否有足夠的綠電可買？綠電交易價格又是如何？ 企業購買綠電合約，應通盤考量全球及在地購電策略、合約期間、購電費率計算方式、合約終止條件、損害賠償等契約元素，且透過適當合約條件，控制綠能發電量供應不穩定的風險。目前用電大戶條款規範企業需購買綠電與綠證，兩者不可分離，屬於「電證合一」形式，單獨購買憑證則無法滿足綠電義務。 台灣多年來在半導體、精密製造等產業佔有一席之地，隨著蘋果等國際龍頭加入RE100，加速了台灣供應商採購綠電的進程，面對減碳的勢在必行，台灣身為全球經濟體的供應鏈要角，應如何因應準備？會中邀請SEMI太陽光電公共政策倡議委員會副主委暨天泰能源陳坤宏董事長主持，台灣綠電應用協會許博涵秘書長、安侯企業林文棟副總、經濟部標準檢驗局再生能源憑證中心劉科長冠麟、SEMI風能產業委員會主席暨沃旭能源台灣總經理汪欣潔諸位產官研代表，以其專業立場，針對台灣企業佈局再生能源的必要性進行綜合討論。 SEMI風能產業委員會主席暨沃旭能源台灣總經理汪欣潔分享，台灣要落實淨零碳排的目標，離岸風電扮演很重要的角色。台積電與沃旭簽訂的20年企業購售電契約（Corporate Power Purchase Agreement, CPPA），承購沃旭大彰化西南第二階段及西北離岸風場共920 MW裝置容量，是全球再生能源業至今簽署最大的企業購售電契約。未來，沃旭也希望除了有健全的綠電交易機制，促進台灣產業鏈在國際的競爭力，也能藉此刺激綠能產業蓬勃發展，在台灣創造綠能永續發展的友善環境。台灣綠電應用協會許博涵秘書長說，綠電催生出的新型態工業科技，必然將成為台灣新世代的競爭力，要推進能源轉型，需透過綠電市場凝聚買賣方共識，確保產業有可獲得、可使用的綠電、完善綠電市場機制，推動多元、創新、智慧化的綠電應用。隨國際企業趨勢及2021年台灣國內用電大戶條款實施，憑證的價值持續提升，需求日漸增長，經濟部標準檢驗局再生能源憑證中心科長劉冠麟也分享經濟部推出再生能源憑證T-REC，給了綠電身份證，協助台灣企業接軌國際。 安侯企業副總林文棟則提到，產業面對淨零轉型有壓力，同時也有商機。再生能源產業鏈成功佈局，是企業立足台灣、放眼國際的關鍵，響應綠電或減碳行為不再只是企業雄心壯志的展現，更是取得全球永續商機，影響著台灣半導體、微電子業者，身處國際供應鏈位階的重要關鍵。 綠電交易是台灣發展再生能源政策的重要支柱之一，SEMI致力扮演著產、官、學、研之間的跨界溝通平台，擁有全台灣唯一最完整的再生能源生態系統，包含整合太陽能、風能、儲能三大綠能供應鏈，長期透過展覽、論壇、政策倡議與商機媒合等活動，積極推動產業發展。由SEMI與TAITRA外貿協會攜手舉辦的年度全台最大規模再生能源展「Energy Taiwan 2022台灣國際智慧能源週」也將於今年 10月19日至21日展出，帶領企業密切溝通與交流合作，實現永續發展目標，在全球循環經濟的浪潮下開創新局。

將科技與人們的日常生活用品緊密結合，一直是科技產業所追求的目標。軟性電子技術則是實現此一願景的關鍵技術。藉由軟性電子技術，電子產品不再被限制在四四方方的外觀機構上，任何日常生活中能看到的表面，甚至穿在身上的紡織品，都有可能具備某種電子設備的功能。 在國際半導體產業協會（SEMI）所舉辦的FLEX Taiwan 2021線上論壇中，來自產業與學術界的專家分享了各種軟性電子技術的研究進展，以及已經商品化的應用實例。從這些專家的分享可以看出，軟性電子所帶來的設計自由度，將為使用者體驗的革新，帶來前所未有的可能性，但同時也考驗產品開發者對人類認知跟行為的掌握程度。 軟性混和電子將為醫療革命帶來動能 來自加州大學柏克萊分校的Ana Claudia Arias教授指出，軟性電子最大的特徵，就是在具有彈性的薄膜上製作功能電路。這個特點使得軟性電子技術非常適合用來製作緊貼人體的應用產品。例如圖1的心電圖(ECG)感測貼片，其感測器的功能電路是在底層的軟性基材上製成，但在基材上方，還是有電源、通訊、訊號處理晶片等硬性的元件。因此，比較精確地說，軟性電子應稱為軟性混和電子(Flexible Hybrid Electronics)。 ▲圖1　加州大學柏克萊分校所開發出的ECG貼片。 Arias的團隊主要的研究課題，是如何在軟性基材上盡可能用印刷製程來製作功能電路。同時，該團隊也參與了一項名為人類內部網路(Human Intranet)的研究計畫，目標是利用軟性混合電子技術來監測運動員全身的狀態，作為訓練的依據。 這類貼片除了用在運動員身上外，同時也可以用在病患的生理數據監控上，提高醫療體系的運作效率。這會是軟性混合電子未來一個很大的應用市場，但目前這類技術要進入實際應用，最大的挑戰還是在於電力供應跟量測的精準度。因為感測貼片還是需要外部電源才能運作，如何提高電池續航力，是當前研究還需要努力的一大課題。另一方面，人體表面的狀態是不斷在變化的，例如流汗、皮屑等等，都會影響到感測結果的準確度。 軟性電子顛覆I/O設計　人因掌握將是最大考驗 既然軟性電子可以用來製作各種感測器，要用同樣的技術來實現I/O，為人機互動帶來全新體驗，自然也是其發展方向。 Geely Design首席設計師Andreas Friedrich就指出，在汽車領域，用軟性電子技術實現人機介面，已經是相對成熟的應用，例如車內的顯示跟觸控設備，就已經不在僅限於螢幕，任何車艙內的表面，例如前座的飾板、車窗，都有可能是具備人機操作介面功能的智慧表面(Smart Surface)。 對產品製造商來說，採用智慧表面有很多好處，例如產品的重量更輕、零件數量減少，視覺上更具一體感等。但對產品設計者而言，最大的挑戰在於智慧表面仍是一個相對新的概念，使用者未必習慣、甚至認知到某個物體的表面，是可以用來與設備互動的。對使用者心理跟行為模式的掌握，是設計者在導入智慧表面時，除了技術之外的最大考驗。 人機介面的設計必須盡可能直覺，使用者才會覺得好用，進而喜歡這種技術。如果介面設計太顛覆使用者的認知，或超出使用者的理解範疇，這種人機介面設計，就不是那麼理想了。 塑膠做的Arm？　軟性處理器潛力十足 雖然在軟性基材上的晶片等元件，絕大多數都還是硬的，但這些元件有沒有「軟化」的可能性呢？答案是肯定的。 安謀研究院傑出工程師John Biggs指出，安謀內部有一個名為PlasticARM的研究專案，目標是開發出世界第一款以Arm架構為基礎的非矽基處理器晶片。其實，imec早在2011年，就開始嘗試在軟性薄膜材料上，用印刷製程生產可撓曲的軟性處理器。圖2是2011年時imec團隊所做出來的軟性處理器，內含3381顆線寬5微米的電晶體，採用8位元運算架構，每秒可以執行40次運算。這也是世界第一顆塑膠做的微處理器。 ▲圖2　imec所開發出的人類第一顆塑膠微處理器 Arm的研發團隊得知imec的成就後，在2014年決定投入相關研究，設立了PlasticARM專案。與imec採用8位元架構不同，PlasticARM一開始的目標，就是要把已經被廣泛使用的32位元Arm運算架構做在有機薄膜上。 到目前為止，PlasticARM專案已發展出三個世代的軟性處理器架構，第一代是典型Cortex-M0的移植，但之後兩代則改用實驗性的NERF架構。NERF架構是以面積最佳化為設計目標的架構，移除了許多不必要的功能，同時也縮小記憶體容量，讓新一代軟性處理器所使用的電晶體數量更少、面積更小，但同時也更省電。 Biggs相信，雖然現在軟性處理器的密度跟性能，還無法與矽基處理器比美，但如果用密度提升的速度來看，軟性處理器的進步速度跟矽基處理器是十分接近的，只是矽基處理器的發展比軟性處理器早了50年。因此，只要維持現有的進步速度，假以時日，軟性處理器將在微電子領域成為一個要角。 掌握軟性混和電子最新進展　FLEX Taiwan 2021軟性混合電子特展不容錯過 軟性混合電子(FHE)集可捲曲、輕薄、不易破裂的特性，為產業帶來一股新的變革風潮，在這二十幾年之間不斷的創新突破，應用的領域也不斷加深加廣，更進一步與紡織、醫療、汽車等產業形成跨界的多方整合，開創無限商業前景。 今年FLEX Taiwan 2021軟性混合電子特展即將於12月28至30日在台北南港展覽館1館與SEMICON Taiwan 2021國際半導體展同期舉辦，匯聚來自智慧醫療、電子紙、顯示器、系統整合、車用電子、5G通訊、紡織、穿戴式裝置等領域專業人士參與，展示涵蓋最新軟性混合電子新興應用、前瞻技術，完整呈現電子產業鏈最深厚的跨界技術能量。

隨著愈來愈多國家與企業揭露碳排放計畫，全球再生能源發電量正不斷急劇增加。根據國際能源總署（IEA）統計指出，2020年全球再生能源發電量一共增加280GW，較比前一年增加45%，而且，這般狂飆速度將成為未來的新常態。由於再生能源的間歇性與不可預測性，如何在綠電併網後提高電力系統穩定性與使用效率，成為重要討論課題。 SEMI日前舉行「淨零轉型 實踐ESG系列活動 - 儲能系統穩定電網 助攻先進製造」研討會，SEMI資深總監蘇貞萍表示，根據政府目標，2025年台灣綠電佔比將達到2成，再生能源的間歇性及不確定性會影響電網的穩定，儲能系統將是增強電網靈活性的重要配套措施。因此，SEMI搭起溝通橋樑，邀請儲能、用電端業者與政府代表與會，針對儲能裝置的應用及優勢進行討論。 需量反應 最經濟的電力調度緊急資源 首場演講由義電智慧能源資深事業發展經理李文正針對「電力彈性資源–談需量反應、電力輔助服務、與儲能系統」進行分享。李文正說，在歐美先進國家，電力彈性在電力市場扮演重要角色，不僅可以達到節電效果、還能替公司賺進營收。其中一大重點為在電力系統中具備多重用途的「需量反應(Demand Response, DR)」，以抑低尖峰負載達到穩定電力供需平衡，不僅提升電力系統穩定度、在短時間內達到電能平衡並進行如需量競價之類的經濟調度，亦可解決節點壅塞。 需量反應也是最經濟的緊急資源​，大部分情況下，發電量短缺不足僅發生在一年內少數的尖峰時間，前1%的時間卻佔據系統總支出的約10%，為了因應極少發生的電網緊急事件，傳統發電機會產生大量的環境成本與機會成本。透過調度需量反應，可以解決極高峰用電和容量短缺問題​，客戶只須正常消耗能源即可為緊急事件做準備，在紐西蘭的快速頻率響應 (FRR) 中，就有約80%的資源為用戶端需量反應所提供​。 「每個工商業用戶都擁有電力彈性需求的資源。」李文正說，有經驗的聚合商是需量反應成功之重要關鍵​，不僅具備技術能量、並能找到更多客戶參與需量反應。集結零散資源對於用戶端來說更可分散風險，即便偶爾沒有達標，也能透過群組縱效截長補短，讓整體達到百分之百的電能績效。義電智慧能源在國內外均有相當成功案例，以國外為例，由於每次調度時間都很短暫，冷凍、水處理、資料中心業者都很適合加入方案。 善用廠內既有資源 跨入儲能領域不困難 接著第二場演講「儲能建置強化先進製造」則由伊頓電氣台灣區行銷與技術支援協理江嘉倫進行分享。江嘉倫開門見山地說，儲能系統的功用相當多元，除了取代柴油發電機作為後備電源，也能進行契約容量與時間電價管理。台灣高科技業者現有工廠內早已設置好的不斷電系統（UPS），就是跨入儲能領域的最佳入門。 伊頓從2017年開始與微軟創新中心合作發展兼具不斷電系統與儲能功能的系統，可以在用電高峰快要突破契約容量時，透過電池放電將電力需求降載，也降低工廠對市電的依賴。不但能協助企業電力管理達到削峰填谷之效，甚至能夠參與電力市場得到營收，這項產品已經獲得微軟在不同地區的資料中心大量採用。針對台灣高科技業者工廠二十四小時營運的特性，用電趨勢平穩，但在夏季用電高峰期還是有可能超過契約容量被罰款，只要善用儲能系統利用每一天離尖峰時間進行調節、利用時間電價降低電費，不僅不會被罰款、甚至還可以降低契約容量。伊頓電氣在台灣曾協助客戶規劃全年節省三百六十萬的電費。 由於台灣屬於封閉電網，比起歐美等大陸國家，面對更多風險與困難，需要更多創意更多想法。綜合討論時間，主持人SEMI 智慧儲能委員會副主席、工研院材化所副所長賴秋助針對台灣用電端業者導入實務與兩位講者進行討論。 李文正說，未來併網後勢必讓追求高度電力穩定的高科技業者受到衝擊，因此業者才必須及早盤點自身電力彈性資源、投入輔助儲能系統，培養最佳後備投手。往好處想，再生能源大量併網後，綠電價格將逐漸轉向買方市場，高科技業者要達到國際大客戶的綠電要求門檻也更加容易。江嘉倫也補充說明，今年上路的用電大戶條款、五月突如其來的大停電絕對是毫秒必爭的高科技業者不樂見之痛，如同政府雖然建造水庫，但家家戶戶還是會自建水塔，升級儲能系統建置電力彈性資源未必只是資本支出，反而可以活化資產創造營收。 蘇貞萍呼籲，高科技產業的綠電使用增加，儲能系統的需求也逐漸升高，SEMI成立儲能委員會，串聯台灣儲能產業界系統廠商、零組件供應廠商、原材料供應商，以及相關學術與研究機構，扶植儲能產業並協助台灣高科技企業提前佈局。SEMI歡迎產業先進透過平台發聲、集思廣益，讓台灣產業轉型成為亞太綠能發展典範。 關於SEMI SEMI（國際半導體產業協會）連結全球2,500多家會員企業以及超過130萬名專業人士，推動電子製造科學與商業發展。SEMI會員致力創新材料、設計、設備、軟體、裝置及服務，促成更聰明、快速、功能強大且價格實惠的電子產品。自1970年成立至今，SEMI持續協助會員提高獲利、創造新市場、共同克服業界常見的挑戰。除了累積深厚服務經驗的微電子產業鏈，SEMI於2008年正式成立能源產業部，擁有全台灣唯一最完整的再生能源生態系統，包含整合太陽能、風力發電、智慧儲能與電網三大綠能供應鏈，長期以來扮演著產、官、學、研之間的跨界溝通平台，強力鏈結政府與產業間的綠能政策與技術交流，更籌組能源產業委員會進行政策倡議，匯集眾多意見領袖每年定期會議，帶領企業密切溝通與交流合作，實現永續發展目標。近兩年因應政府能源政策，更擴大服務範疇跨足氫能與燃料電池、綠色金融等再生能源領域，致力於打造台灣最大的再生能源產官學研交流平台，協助促進台灣再生能源產業發展。更多資訊請參訪www.semi.org，並歡迎加入SEMI Facebook官方粉絲團。

節能減碳、電動車、5G 通訊與高速運算已經成為未來十年的科技主流趨勢，氣候變遷與新冠疫情更加速了科技發展的腳步，人們對於「能源」、「感測」及「通訊」都有了更高的期待與要求，推動電源供應、感測器、通訊基地台與電源模組領域的另一波革新。 這意味著化合物半導體所扮演的角色越趨重要，傳統矽（Si）晶圓已經達到效能瓶頸，如果要在效能上進一步突破，必須引進新材料與製程技術，目前企業普遍聚焦於「碳化矽（SiC）」和「氮化鎵（GaN）」這兩項第三代寬能隙半導體（Wide Band Gap, WBG Semiconductor），它們擁有高功率及高切換頻率的特性，能打造出高能量密度、小體積兼顧穩定性的劃時代產品。 台灣在矽晶圓產業位居全球領導地位，第三代半導體領域無疑是另一個產業成長機會，為了推廣產業趨勢和整合資源，國際半導體產業協會（SEMI）舉辦功率暨光電半導體週線上論壇，廣邀各大頂尖企業共同交流，並探索合作機會，演講嘉賓包含應用材料（Applied Materials）、愛思強（AIXTRON​）、宜普電源轉換（Efficient Power Conversion）、穩懋半導體（Win Semiconductors）、鴻海科技集團（Foxconn）、高平磊晶（IQE）、庫力索法（Kulicke Soffa）、納微半導體（Navitas Semiconductor）、住程科技（SPTS Technologies）、意法半導體（STMicroelectronics）、台灣積體電路製造股份有限公司（TSMC）以及聯電（UMC）一同分享產業最新洞見。 ▲功率暨光電半導體週線上論壇，邀請各大頂尖企業共同交流。左起為穩懋半導體策略長李宗鴻、經濟部技術處處長邱求慧 不只是業界，市場研究偕同學術機構也參與了本次線上論壇，包含　Yole Développement、工研院（ITRI）、電子時報（DIGITIMES）、以及台灣大學、陽明交通大學、中央大學、香港科技大學都提出對於第三代半導體的前瞻看法，說明產學界確實非常重視 SiC 與 GaN 技術的發展前景 台積電資深處長段孝勤從市場現況出發，開頭先介紹 BCD 平台的功率半導體特性，這類產品以0.18 和 0.13 微米成熟製程打造，具備高整合性、小體積及低功耗等優點，已經普遍用於車用與行動裝置中的電源管理晶片，但他也解釋經過十年的發展，新興材料正快速崛起，其中 GaN 與 SiC 是目前發展最為成熟、也是逐漸被市場接受的新興應用材料，但台積電選擇在 GaN 方面投入更多研發資源，他看好 GaN 不但體積更小，還能提供三倍以上的充電效率，在快充技術、資料中心、逆變器、48V DC/DC 電源供應以及電動車領域深具發展潛力。 ▲台積電資深處長段孝勤從市場現況出發，看好GaN的發展潛力，選擇在GaN方面投入更多研發資源。 從產品組合的角度來看，SiC 與 GaN 彼此並不互相競爭，而是扮演著互補的角色，意法半導體處長周光祖指出 SiC 在高於 1,000 KW 功率和高電壓環境有很好的表現，例如電動車的逆變器，GaN 則是更適用於較低功率、但切換頻率超過 1 萬 Hz 的高頻應用，像是行動裝置快充或是 RF 射頻元件。 Yole Développement 研究機構總監 Claire Troadec 也為寬能隙半導體畫出發展藍圖，估計 GaN 市場 2021 年還規模不到 1 億美元，但隨著手機跟筆電廣泛採用 GaN 快充方案， 2026 年將快速成長至 10 億美元以上的規模；另外 SiC 市場的成長動力則來自電動車領域，2021 年 SiC 市場規模約 9 億美元，到了 2026 年預計超過 30 億美元。 SiC 在電動車領域已有卓越的應用出現，鴻海半導體S事業群總經理陳偉銘說明電動車的牽引馬達逆變器（Traction Inverter）傳統是使用 Si-IGBT 作為功率元件，但特斯拉 Model 3 卻採用了 SiC 作為功率元件，具備更好的能源轉換表現和散熱效率，相較傳統的矽材提升 3 倍的電壓與導熱性，名古屋大學教授 Hiroshi Amano 更分析 SiC 大幅度減少了逆變器 85% 重量及 50% 體積，允許車廠把空間留給最重要的電池，使 Model 3 不論性能、續航還是成本都有了大幅度改善。 Kulicke Soffa集團執行副總裁張贊彬觀察到電動車的電源模組正從傳統 Si 轉移至 SiC，未來會有更多電動車採用 SiC 作為逆變器解決方案，另外像是充電樁、家用充電設備同樣會採用更多 SiC 電源模組。 另一方面，GaN 則為行動裝置、5G 基地台以及資料中心提供了理想的改善方案：Navitas Semiconductor技術長暨共同創辦人Dan Kinzer 分享他們成功在單個 GaN 元件中整合 MOSFET、驅動器與電源管理晶片，這種整合式晶片可以大幅縮小充電頭體積，充電速度還能提升 3 至 10 倍；GaN Systems 亞洲區總經理 Stephen Coates 也看中 GaN 在快充技術的優異特性，他表示 GaN 的應用潛力不只能用於傳統有線充電，在未來 WPT 2.0 標準的無線充電將可帶給消費者更快速、穩定且散熱極佳的高功率無線充電體驗，將會比現有的無線充電解決方案好用許多，讓未來行動裝置完全無線化成為可能。 除了電動車與行動裝置快充，第三代半導體也正為其他領域帶來革新，Efficient Power Conversion執行長 Alex Lidow 就在簡報中向觀眾展示由於人工智慧普及、5G 通訊及雲端服務的蓬勃發展，資料中心更看重能量密度的提升以達到更高的能源效率，以 eGaN 為基礎的 48V 方案不但體積減少一半，散熱設計也有所改善，還具備更高的轉換效率以滿足客戶高能量密度的需求。穩懋半導體副董事長王郁琦則看好 GaN 將在 5G RF 射頻元件中扮演重要的角色，可以實現更小體積、高切換頻率、高能量密度的產品規格，將在 5G 毫米波（mmWave）基地台和衛星相關應用有亮眼的表現。 ▲穩懋半導體副董事長王郁琦看好 GaN 將在 5G RF 射頻元件中扮演重要的角色，可以實現更小體積、高切換頻率、高能量密度的產品規格 雖然前景看似光明，但兩者都面臨產能不足跟製造成本居高不下的挑戰，AIXTRON 行銷總監 Vincent Meric​ 透露 SiC 與 GaN 主流還是使用 6 吋晶圓製造，產能良率還有很大的進步空間，不只如此，SPTS 副總裁 Dave Thomas 更指出 SiC 晶圓硬度逼近鑽石，使得切割或刻蝕處理變得非常困難，成本也相當高，他也在論壇分享自家在 GaN 與 SiC 製程中的刻蝕、氧化以及沉積方案，能有助於 WBG 關鍵製程降低損失並提升良率。 為了解決產能和成本瓶頸，供應鏈正朝向 8 吋晶圓的方向發展，有助於減少成本並加速上市時間，聯電資深處長邱顯欽也贊同成本仍然是量產的關鍵因素，如果供應鏈預計從 6 吋規格擴展到 8 吋 GaN 晶圓，現行 8 吋 CMOS 廠房便可相容 80% 產線，假設未來市場需求快速成長，具有低成本優勢的 8 吋晶圓規格會是唯一選擇，IQE 總經理 Drew Nelson 甚至表示他們已經能供應 12 吋的 RF GaN 磊晶矽晶圓片，並適用現行 12 吋 CMOS 廠設備，能協助客戶快速整合產線並達成規模化。 應用材料半導體產品事業群ICAPS科技項目處長何文彬認為電動車牽引逆變器正擴大採用 SiC 作為功率元件，另外 GaN 成為行動快充裝置的主流方案，其中 GaN RF 高功率射頻元件在 5G 毫米波領域相當熱門，上述應用將驅動市場對於 SiC 與 GaN 需求快速成長。 ▲感謝所有論壇贊助商：AIXTRON、ATECOM、GaN Systems、漢民科技、Kulicke Soffa、金屬工業研究發展中心、SPTS Technologies、意法半導體、聯電 展望未來十年，電動車、行動裝置快充、5G 通訊以及雲端運算都會用到 SiC 及 GaN 兩種第三代半導體材料，目前整個產業還在早期階段，仍有許多良率、成本以及量產等難題必須克服，但可以確定的是未來電子產品對於能源需求會越來越高，功率半導體將扮演更加重要的角色。 全球半導體業者同樣看到了這塊商機，美、中、日韓等國家均在化合物半導體有所佈局， SEMI 自2017年即關注到化合物半導體的技術趨勢與市場需求，整合產、官、學、研各界資源成立 SEMI 功率暨化合物半導體委員會，致力於協助台灣的化合物半導體產業鏈自主，並整合上中下游廠商，進一步強化整體產業鏈生態系統、促進合作並且引進優秀的技術人才，全方位推動台灣產業發展。 SEMI即將舉辦SEMICON Taiwan 國際半導體展，為期三天的展覽將瞄準產業關鍵趨勢，鏈結台灣及全球化合物半導體產業鏈，邀請領導大廠，聚焦化合物半導體、EV、Powertrain、3D Sensing、LiDAR Radar等關鍵技術藉此打造全台唯一化合物半導體特展；同時現場將打造領袖對談舞台，邀請業界專家同台探討寬能隙半導發展技術能量，台灣未來的機會與挑戰。期望能透過展覽打造跨產業鏈、跨領域交流平台，透過對話與交流，創造更多合作與商機，強化資源整合發揮綜效，加速推進技術及應用創新速度。