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碳化矽半導體之產業應用與成長預估
記者魏錫賓／專題報導
碳化矽半導體之市場成長預估
美中貿易戰、烏俄戰爭的經濟制裁都突顯關鍵技術及零組件不僅是貿易競爭的利器，也牽涉了國家安全。協助推動發展國內化合物半導體計畫的工研院協理兼南分院執行長吳誠文指出，電動車及新一代能源發展，甚至國防應用，都離不開碳化矽半導體這一關鍵元件，若僅依賴進口，未來甚至會有連車輛也移動不了的風險；台灣條件優異，即使起步慢，有能力而且應向全球霸主挑戰。
碳化矽（SiC）
即使起步慢 台灣有能力挑戰全球霸主
工研院進駐沙崙智慧綠能科學城，整合研發資源，推動「南方雨林計畫」。（資料照）
工研院整合研發資源，在台南六甲、沙崙分別設立化合物半導體應用研發及相關測試基地，在2021年9月啟動「南方雨林計畫」，希望以化合物半導體為南台灣帶進多樣的應用及新產業。計畫發想人吳誠文指出，由工研院規劃、行政院通過的「化合物半導體綱要計畫」，是以電動車、軌道車、風機都要用到的碳化矽半導體的發展為主，包括元件、材料及設備等各方面，並藉由引導民間投資，在南台灣協助車用零組件廠打造化合物半導體功率元件生態系，未來目標是打入高壓的軌道車、工業馬達及再生能源電網等全球市場。
產品少量多樣價高 台灣企業有優勢
雖然願景美好，但有業者認為起步太慢。吳誠文表示，現在積極投入化合物半導體，確已落後美、日有一段距離，不過，他堅定地說，「大家不用擔心，我們的半導體產業是在落後30年的情況下開始發展的」，現在台積電還是占據晶圓代工半邊天，多家IC設計也進全球前10名。
吳誠文說，矽半導體在美國發展多年後，台灣才投入，碳化矽產業則大約在20年前有廠商投資，且一開始很辛苦，現在才粗具規模，發展及應用都還不算普遍，台灣目前切入並不太慢。台灣半導體的基礎深厚，電子產業的人才質量豐沛，絕對有條件與各國競爭。另外，數十億元就可以打造化合物半導體廠產線，加入競爭的門檻遠較矽半導體為低，產品多是少量、多樣、價高，常常必須客製化，非常符合台灣企業彈性高的優勢。
電動車產業應用 產值多數十倍
吳誠文指出，2050淨零碳排的議題將會發酵，各國政府要求燃油車輛比重降低，電動車輛會逐年提升，對化合物半導體的需求將增加，更重要的是，以化合物半導體為核心，結合成模組、零組件，甚至商品，更可大幅擴大產業規模。譬如過去台灣因在引擎製造居於劣勢，致汽車產業發展不順利，現在電動車自然沒有了這一問題；而電動車輛最要先解決的是耗能，使用碳化矽能讓能源的使用更有效率，台灣若能藉以發展電動車產業，價值還會比化合物半導體更大數十倍。
「南方雨林計畫」希望首先能帶動的除了車輛電動化，還有綠能產業，包括太陽光電等。吳誠文表示，從太陽光能轉變成電能，碳化矽半導體是關鍵電子元件，所有的電網、高壓電力的轉換系統都會用到，若台灣做得好，市場在全世界，綠能會用的高壓電子元件，規模一樣不僅止於半導體，還可以開拓新的市場。
吳誠文說，「南方雨林計畫」今年開始多方面進行，台南已有部分業者參與，未來會拜訪更多相關廠商共同合作，政院也會分期撥款協助。「希望以4年在南台灣打造一家化合物半導體的整合元件製造公司（IDM），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，包括原料、設備、晶圓切磨、熱處理封裝、軟體工具等，每個環節都可以由本土研發、或國內外合作，在4年內達到試量產並衍生新事業體」。
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