鴻海,郭浩中,電動車
鴻海研究院半導體研究所所長郭浩中

矽半導體產業形成台灣的護國神山,然而隨著電動車時代來臨,極具戰略價值的零組件「化合物半導體」將成為產業致勝關鍵,台灣該如何延續過去的半導體榮光持續強化競爭力?

鴻海研究院半導體研究所所長郭浩中在《TechOrange》2022 智慧大工廠論壇指出,化合物半導體在車用市場的應用發展對台灣延續在半導體產業的影響力有其必要性與即時性,屬利基市場,然而車用化合物半導體也有幾大問題有賴產官學研攜手合作解決,方能共同打造護國群山。

事實上,化合物半導體離我們的生活並不遠,例如鴻海的Model T 電動車,內部就含有化合物半導體碳化矽(SiC)元件,此次在烏俄戰爭中扮演要角、馬斯克的低軌道衛星服務Starlink 中亦包含化合物半導體氮化鎵(GaN)元件,除此之外還有最近非常受到消費者喜愛的「氮化鎵快充」。

鴻海搶攻第三代半導體,收購旺宏六吋廠打通整條垂直供應鏈

電動車特斯拉是全球第一個碳化矽(SiC)晶片用在量產車的車廠,其他車廠如保時捷、豐田(TOYOTA)都在往SiC 元件加強發展。至於鴻海為了搶攻第三代半導體,在去(2021)年月買下旺宏位於竹科的SiC 六吋廠,也讓鴻海集團補上了台灣晶圓製造的最後一塊拼圖,完整了從IC 設計、晶圓製造直到封測的整條垂直供應鏈。

然而,台灣在車用化合物半導體領域並不如在矽半導體領域具備優勢,市場上主要的領導者都是歐美國家與日本,台灣話語權並不大。郭浩中也指出,目前車用化合物半導體仍有幾大重要問題需要產官學研攜手合作協力解決,台灣方能延續護國神山競爭力。

例如,如何降低SiC 基板成本及缺陷就是個問題,郭浩中指出,「目前要做出高品質的SiC 基板仍有其難度存在。」

對於SiC、GaN 這類第三代寬能隙半導體(Wide Band Gap,WBG)來說,由於需要符合其在高頻、高壓、高溫的操作條件,再加上製程非常複雜,因此「封裝技術的優化」、「用以檢測缺陷的AI 視覺檢測技術」將是兩大重點。

而GaN on Si 大面積磊晶雖具有成本優勢,但因晶格不匹配,容易產生缺陷,亦需要以AI 等方式檢測其品質好壞。同時,強化GaN 後續的測試技術優化與可靠度分析相當重要,郭浩中分析,這是因為GaN 要從消費電子快充擴大應用到電動車領域,問題就在其可靠度是否足夠。

TO 延伸閱讀:電動車燒起來就無法收拾?美新創提「石墨烯電池」新解方,直接防止電池著火

鴻海將用「做iPhone 的品質」製造電動車

郭浩中也引用中央研究院院士、鴻海研究院諮詢委員張懋中所說,未來,半導體需要追求更高的密度還要同時兼顧效能更強、功能更多。

他指出,未來的半導體發展不會是第三類取代第二類,或第二類取代第一類這樣的發展方向,而是朝向將不同功能整合在同一個元件裡,透過多合一元件支援更多應用,因此,半導體材料的異質整合將是關鍵。

「我希望我們鴻海用做iPhone 的品質來做電動車,雖然創辦人曾形容『電動車就是iPhone 加上四個輪子』,但這其中當然不是那麼簡單,中間還有很多需要克服的挑戰。異質整合不只是半導體,產學研界也需找到best junction for function,橋接其知識與資源。

>>> 好評加開「 2022 智慧大工廠論壇」線上場<<< 

錯過實體活動沒關係,現在點我預約線上場,4/27(三)就能在線上吸收最精華製造產業趨勢!

(首圖來源:《TechOrange》)