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半導體關鍵領域趨勢 決定制勝未來 - 優勢無可取代 實踐關鍵技術「高值化」
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有鑑於台積電、日月光、華邦、穩懋等半導體廠相繼進駐,南台灣S型半導體科技廊帶雛型逐漸明朗化,強勢掌握三奈米、五奈米先進半導體製程廠與關鍵化合物材料自主,在壯大矽谷帶產業鏈同時,展現與竹科、中科截然不同的潛質。

廠商跨足海內外擴建廠房的經營策略,在於確保獲利、控制營運成本,甚至發揮政策優惠極大化,與在地供應鏈的晶圓廠能量互補,滿足當地晶圓製造產能的特殊需求。

中堅主力廠商
關鍵技術是競爭籌碼

毫無疑問地,南科正在極力布局,穩固在地供應鏈的戰略地位,然而國際半導體競合卻又再次掀起波瀾巨變。資訊工業策進會(MIC)分析,全球第三大供應鏈正在成形,除了以美國為首的美國、日本、台灣、南韓的「晶片四方聯盟」與中國大陸持續對峙,歐盟也急起直追,攏絡全球第二大半導體廠英特爾(Intel)打造先進製程廠。

可以預見北美與歐洲投入布建政策誘因,吸納晶圓製造產能。短時間內,雖不易動搖台灣半導體產業的獨大優勢,但面對產業更迭日新月異,電電公會南部辦公室溫清章顧問表示,南科若要穩固坐大,唯一機會在於,保持技術領先優勢。

畢竟台灣電電產業鏈中堅主力,靠OEM、ODM隱形冠軍廠商,憑靠先進關鍵技術拔地而起,而能在全球供應鏈占有一席之地。

一奈米製程目標下
半導體領域升級核心

眺望未來關鍵技術趨勢,行政院已經內定,台灣目標預計在2030年主導產業邁入「一奈米製程」里程碑。因此,電電產業須強化研發半導體先進製程技術,即所謂「高值化」發展,布局半導體設備及材料鏈,以確保不被「彎道超車」。

回歸務實面,政府由內向外布局產業製造、人才、技術與資源,極欲促成國內半導體產業鏈串聯設備、材料、軟體,吸引國際設備及材料大廠落地,循序漸進突圍,與全球供應鏈保持抗衡關係。

現階段台灣矽基半導體領域已經步入中程,加速12吋前段關鍵設備、三維晶片(3DIC)封裝設備通過終端廠驗證,將加速開發適用於電腦、手機以及汽車的高速、低功耗的運算元件。

與此同時,化合物半導體領域正在起跑,串聯半導體產業鏈上下游節點,規劃加速發展八吋關鍵製程設備,推動第三代半導體材料「碳化矽」(SiC)和八吋SiC晶圓自主。目標領域鎖定電動車用、風電能源及5G通訊的高功率元件應用。

甚至因應十年後產業運算需求,量子領域研發也蓄勢待發,有機會擴大半導體產業未來發展空間。

對應種種藍圖擘劃,溫清章顧問更進一步直指,近代半導體產業發展核心,首重半導體奈米製程以及電動車用固態電池領域。相關技術升級關鍵如下:

● 技術升級關鍵一:半導體奈米製程
半導體產業無止盡追求高效能運算,尤其符合未來電動車、通訊裝置應用,而競爭先進製程晶片技術。在先進製程競爭局面裡,台積電憑藉電晶體FinFET製程技術,率領五奈米、三奈米產能和良率拔得頭籌。

至今五奈米先進晶片產製逾200萬片,三奈米製程也已經啟動,帶動高通(Qualcomm)、超微(AMD)、輝達(Nvidia)、聯發科(MTK)跟進投片。下一步瞄準二奈米晶片,靠高數值孔徑(High-NA)極紫外光(EUV)微影等先進製程技術節點領先業內。

全球半導體產業追求奈米,實際上更是在競速效能。台積電二奈米層片電晶體技術優化,在相同功率下,速度較三奈米晶片提升10%至15%。產業界也在思考,是否透過異質整合技術,提升單位密度性能,再次推上另一波新高峰。

在半導體奈米製程領頭的潮流裡,電電產業相關處理器、記憶體、邏輯元件、類比元件、被動元件、連接器、微機電系統也可望再突破。

● 技術升級關鍵二:電動車用固態電池效能
另一個半導體產業關鍵就在電動車用電池技術,將是未來十年的角逐戰場。畢竟全球淨零減碳驅動,電動車市場走向平價化,必須降低電動車最昂貴的電池成本,提高電池續航力與效能,產業才有再發展空間。目前全球電動車電池技術,主要由關鍵大廠掌握,全心致力追求發展「固態鎳電池」,畢竟液態鋰電池原料稀有金屬「鈷」價格昂貴,且液態電解液有熱失控風險。

彭博能源財經(Bloomberg)預估,固態電池若能大規模生產,成本將只有鋰電池的40%,有機會成為電動車電池主流。由此可知,固態電池技術穩定將是產業具體技術目標,以利躍進電池快充、低溫優化效能,發展高能量密度電池。

電電公會南部辦公室助攻
專業課程提升競爭力

在南部科學園區邁向「產業技術高值化」的路途上,不可能單打獨鬥。電電公會南部辦公室積極辦理技術升級課程,期許引領產業人才跟上技術趨勢脈動。

像是去(2022)年底曾辦理「智慧電網創能與儲能基礎班」,邀集會員廠商參加課程,了解智慧電網創能、儲能與節能應用專業知識,藉以提升專業知識與實務技能,帶回產業可以投入智慧能源、智慧電網相關技術研發,銜接低碳能源系統市場競爭力。

另外,同樣在公會舉辦的「化合物半導應用及未來發展趨勢研討會之台南場次」,溫清章顧問也引言闡述氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)、磷化銦(InP)化合物半導體應用技術趨勢,會中深入剖析化合物半導體研發重點及應用開發對策,進而升級應用對能源效率。

公會主辦專業趨勢研討會,主要目的在於,引導廠商前瞻5G、綠能、電動車等應用,對接高頻、高功率元件技術,以正確布局高階消費性電子產品、電動車的創新市場商機。

電電公會南部辦公室去年1 2 月還辦理「ISO 9001 內部品質稽核人員訓練班」,指引會員廠商面對激烈產業競爭之際,透過稽核人員專業能力,應對稽核計劃風險與稽核實務,改善公司品質系統及運作缺失,以符合國際客戶要求及相關標準規範,提昇產品良率及競爭力。

展望產業發展前景,溫清章顧問一再強調,先進製程技術是關鍵,而南部產業鏈首要保持「領先優勢」,助攻產業站穩腳步。

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