總主筆專欄》成就馬斯克霸業的第三代半導體,也能帶台灣業者高飛?
總主筆專欄》成就馬斯克霸業的第三代半導體,也能帶台灣業者高飛?

特斯拉能在近年脫穎而出,成為電動車產業的領跑者,關鍵之一就在電池技術的突破,或者準確來說,運用了讓電池輸出功率放大的碳化矽這個零件,也就是俗稱的第三代半導體。

傳統燃油車以汽油和柴油為能源,進入內燃機燃燒後產生動力,讓汽車得以行進。電動車以電池為能源,輸出推動馬達產生動力,而電動車能跑多快爬多陡的坡,就取決於電池輸出功率有多大。

Powerpack
圖/ Tesla

半導體屬於微電子領域,技術日新月異,在以矽為材料的第一代半導體,還有所謂的摩爾定律: 每十八個月在同樣大小的晶片上可以放進兩倍的電路。但是電池屬於化學範疇,進步沒這麼快,要讓電池輸出功率放大到足以接近汽油燃燒產生的動力,需要找到新的電池材料,在那之前要靠電池以外的零件來幫忙。

一位曾在生產砷化鎵的穩懋半導體工作的高管解釋,砷化鎵被稱為第二代半導體,比起矽具有在更高電壓下工作和更高頻率傳輸的特性,因此被廣泛用在手機通訊上,而第三代半導體如碳化矽,又有比砷化鎵更高的工作電壓和傳輸頻率,適合作為電動車的電池功率放大器和更高頻訊號的傳送,比如手機的5G網路和衛星通訊。

他補充說明,其實第幾代的說法來自中國,有些誤導,各代之間無替代關係,而是針對不同用途。

除了特斯拉電動車用到碳化矽,馬斯克的另一項事業SpaceX預計投入一百億美元推動低軌道衛星計畫的Starlink,要發射一萬兩千顆衛星上太空,而且每隔五年汰舊換新,提供地面的通話和上網用途。這些衛星裡頭也會用到碳化矽或氮化鎵等第三代半導體零件。

長期關注電子業的財經作家林宏文指出,除了電動車和衛星,台灣近年大力推動的風電,裡面的系統也應用了第三代半導體,這三個領域都有台灣業者積極布局。最新動作是鴻海買了旺宏舊的六吋廠,要改造生產第三代半導體。

林宏文觀察,在矽晶片的第一代半導體,台灣做得好,因為有龐大完整的下游資通訊產業,他們對於晶片的需求支撐了上游半導體業的發展,互相拉抬; 但是在電動車、衛星和風電設備的生產基地,目前都在外國不在台灣,缺少本地下游需求的支撐,第三代半導體很難複製第一代的發展經驗,將走上很不同的路。

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一次聽懂開啟電動車、衛星通訊和風力發電的第三代半導體

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責任編輯:傅珮晴、蕭閔云

關鍵字: #半導體 #特斯拉

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