台灣如何布局第3類半導體?技術、應用、人才三方衝刺,打造下一代護國群山
台灣如何布局第3類半導體?技術、應用、人才三方衝刺,打造下一代護國群山

第3類半導體熱潮吸引各國投入,特別是垂直整合商(IDM)30年前就部署相關技術,並取得一定市占;反觀台灣近10年才跨入該領域,如何後發先至成為關注焦點。

前瞻技術面〉看好氮化鎵潛力,應及早布局基板市場

探討第3類半導體時,「應從產品面思考,而非單純聚焦在短期績效與成果。」若系統業者起初就把規格定義清楚,就能為相關供應鏈提供執行製造的方向,甚至可以由此發掘台灣的產業鏈缺口,檢視還欠缺什麼。

舉例來說,碳化矽(SiC)未來量產的瓶頸將受限於基板的供應,因為大多數的原材料、基板供應商都在國外,而且投入業者較少,取得不易。至於氮化鎵(GaN),目前還能用矽作為基板,加上環球晶完成併購世創後,將躍升為全球第2大矽晶圓材料廠,台灣還不用擔心矽晶圓供應不足。

然而,當氮化鎵要用在碳化矽基板上時,產能缺乏問題就會浮出檯面。碳化矽基板是第3類半導體的「戰略物資」,當市場買不到,價格就會成為賣方市場。只有愈多人投入,才有機會翻轉少數碳化矽基板業者獨大的問題。

長遠來看,我更看好氮化鎵的發展潛力,這個材料的特質是低、高功率應用市場通吃,意味著未來整部汽車的功率元件,都有可能被氮化鎵元件取代。而氮化鎵要完美展現其材料特性,又必須搭配在氮化鎵基板上。

放眼國際市場,2吋氮化鎵基板是量產的主流,業者大多集中日本商如住友、三菱,美國則是設備材料廠Kyma具備相關能力。反觀目前台灣幾乎沒有業者投入氮化鎵基板的研發,建議業者即早準備,以備戰未來市場。

綦振瀛_中央大學副校長_2021_12_10_蔡仁譯攝-14
中央大學副校長綦振瀛。曾任中研院應科中心合聘研究員、國研院副院長等 ,專業領域是三五族半導體及其異質結構的分子束磊晶(MBE)和金屬有機氣相外延 (MOVPE)生長領域。
圖/ 蔡仁譯攝影

應用面〉十年磨劍第3類半導體,切入通訊、電動車機會大

雖然第3類半導體是近來才引發市場高度關注,但是台灣已經有不少業者磨劍多時。在碳化矽領域,漢磊和嘉晶已經打入垂直整合製造商(IDM)供應鏈;而從砷化鎵(GaAs)轉戰氮化鎵(GaN)的業者,像是穩懋、宏捷科、環宇-KY等,也都深蹲已久。

5G通訊與電動車的日漸普及,正是台灣切入市場的機會點。在5G通訊的發展,氮化鎵可以接續既有砷化鎵的供應鏈進行升級,因應高頻應用,聚焦基地台、射頻(RF)元件和毫米波等領域。

另一方面,電動車市場也開始洗牌,除了特斯拉和傳統車廠投入之外,也有愈來愈多新創車廠參與其中,包括美國電商巨擘亞馬遜(Amazon)領投的電動車新創Rivian,還有中國手機廠商小米也宣布加入「造車」行列。

我預期,未來汽車的結構和系統設計將大幅度改變,生態鏈也會產生許多本質性的變化。相較於傳統車廠已有既定的供應鏈系統,難以打進,新創業者的加入,可望帶來嶄新風貌,為台灣資通訊(ICT)業者帶來更多機會。

楊瑞臨_工研院產科國際所研究總監_2021_12_10_蔡仁譯攝-9
工研院產科國際所研究總監楊瑞臨。目前兼任營運發展處BD總監,專業領域為半導體總體、IC產業、通訊總體、消費品總體等相關領域的市場趨勢分析。
圖/ 蔡仁譯攝影

人才面〉培養專業3重點:基礎材料、機電、電磁波

第3類半導體主要用於高功率、高頻應用,但是台灣現階段無論是業界或學界,都還很缺乏研究與生產經驗,特別是在晶圓和IC設計領域,必須從應用面和基礎材料著手,扶植相關人才,穩定產業根基。

在高頻人才的培養,應提升對於電磁波原理和元件物理特性的了解;至於功率元件人才,則應著重於機電和IC設計整合能力。因為第3類半導體的功率元件是大電流輸出,容易產生熱、電磁波雜訊問題,對比目前較普遍的邏輯、數位IC設計,由於所需要的功率較小,因此在熱與電磁波設計上的干擾就較不顯著。

台灣過去的人才教育大多以數位、通訊相關的IC設計為主,電源相關的電力電機領域相對不受重視,導致相關人才較為稀缺,不過我認為,只要花時間培養,還是有機會填補這個缺口。

張翼交通大學國際半導體產業學院院長_2021_12_14_蔡仁譯攝-2
國立陽明交通大學國際半導體產業學院院長張翼。目前兼任陽明交大電子與資訊研究中心主任、交大-台積電聯合研發中心主任。
圖/ 蔡仁譯攝影

責任編輯:吳佩臻、張庭銉

關鍵字: #第3類半導體
往下滑看下一篇文章
讓AI真正聽懂世界 ─ 律芯科技為機器插上「耳朵」
讓AI真正聽懂世界 ─ 律芯科技為機器插上「耳朵」

「不是我不理你,是有個頻段我真的聽不到。」律芯科技董事長薛宗智這麼說著,也就這樣一腳踏進了半導體產業的創業戰場。在創辦律芯之前,薛宗智早年在半導體大廠擔任工程師,長時間待在無塵室中機台操作,那些看似無害的低頻噪音,卻在這那幾年間悄然無息的侵蝕了他的聽覺神經,這種慢性且不可逆的損害,也成日後創業的契機。

2019年,Apple 首度發表 AirPods Pro,掀起降噪耳機熱潮,同年薛宗智也接獲一家聲學技術團隊的邀約,洽談抗噪耳機技術的投資合作。對市場極具敏銳的薛宗智卻反其道而行思考,從自身戴不住耳機的痛點出發,提出了「有沒有可能不塞入耳朵也能享受安靜?」的想法。也就是這個念頭引領律芯開展了新的研發賽道:聚焦開放式降噪晶片的開發。

瞄準開放式降噪,用「後發制人」技術創造靜音世界

薛宗智觀察到,目前市面上許多採用數位IC的抗噪系統,雖能有效降低環境音量,卻無法辨識聲音的「危險性」與「必要性」。他指出,像是火警警報、煞車聲、鳴笛等重要高頻警示聲音都可能被一併消除,造成潛在風險,「很多人戴著抗噪耳機走在路上以為很安靜,其實他們聽不到後面來車。」薛宗智強調。

因此,律芯決定聚焦難以處理、卻影響生活品質的「低頻噪音」,開闢不同於主流市場的創業賽道。該晶片採用硬體架構技術處理類比訊號,結合主動式降噪(ANC)原理,讓晶片接收到聲音時,能即時產出反向聲波,達到「以聲制聲」的抗噪效果。薛宗智認為,硬體架構在聲音處理方面具有即時反應與獨特優勢,律芯的第一代晶片便已能達到驚人的32微秒處理速度。

然而,空氣中的濕度、風向、溫度等環境因子皆可能影響聲波傳遞,這也成為團隊在開發晶片時的挑戰。薛宗智形容這就像武學邏輯中的「後發制人」,「我不是搶先出手,而是等你出招後,用最適合的方式接住再反擊回去。」這相當仰賴晶片所具備的高反應速度與精準度,才能在噪音抵達人耳前,完成複雜的偵測、分析、運算與反向波的發送。

薛宗智深知,這僅是律芯創業的開始。雖然第一代晶片已成功驗證技術可行性,但仍需透過人工進行被動式校正,才能達到預期效果。他觀察到,若要讓降噪需求朝更精細化場景邁進,晶片就必須能「自主適應」並理解環境。這也促使他決定開發第二代晶片,不僅強化性能,更是系統架構的重塑,所需資源遠超第一代的開發,也讓律芯的產品從抗噪,走向理解環境。

從降噪到理解環境,第二代晶片的 AI 進化

律芯聲學晶片再進化,提升邊緣智慧判斷力。
律芯聲學晶片再進化,提升邊緣智慧判斷力。
圖/ 數位時代

第二代晶片可說是律芯邁向智能聲學的關鍵躍進。它不僅整合了 AI 演算法,更以邊緣運算(Edge AI)為核心設計,能即時學習與感知聲源方向、反射環境與空間條件,主動判斷「哪些聲音該消除、哪些該保留」,使降噪從純物理抵銷進化為環境理解層級的智能判斷。

薛宗智以車內應用的場景舉例,這顆晶片不僅能與原有喇叭系統結合,產生針對駕駛與乘客座位區域的個人化降噪效果,更能與頭枕內建的聲學模組搭配,營造出安靜、舒適的座艙體驗。即使車輛行駛在嘈雜的高速道路上,晶片也能動態感知車內外噪音來源,並迅速調整反向波輸出策略,有效濾除不必要的聲音干擾。目前律芯也已與美、日多家車廠展開密切洽談,不久的將來更要往車用前裝市場邁進,並與整車系統商展開產品落地合作對接。

然而,技術升級的背後,往往也伴隨更高的開發門檻與沉重的資金壓力。「光是一輪投片,就可能讓新創公司資金鏈斷裂,」律芯科技執行長薛宗智直言。從晶片架構設計、模擬驗證、光罩製作到晶圓製造,每一個環節都需要高度專業與大量資源投入,對新創團隊而言是極大挑戰。

也因此,律芯決定在關鍵時刻申請經濟部產業發展署推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(簡稱「晶創IC補助計畫」)。「晶創IC補助計畫對我們來說,就是一座聚寶盆,」薛宗智強調。在這個以硬科技為本的時代,政府選擇將資源投入在IC設計這一環,不僅協助律芯跨越資金與人才的雙重門檻,更讓半導體產業鏈得以在台灣本地持續推動與深化。

從第一代靠自籌完成,到第二代獲得政府計畫支持,對律芯而言,這不只是產品的迭代,更是整體結構的轉捩點。薛宗智相信,透過政府資源的精準投入,將有效帶動半導體供應鏈上下游鏈結與倍增產業價值,協助本土IC設計業者站穩全球市場,同時強化整體產業生態系的韌性與競爭力。

從車用晶片到無人載具,讓聲音的應用無限延伸

律芯團隊從晶片到應用,每一步都走在讓聲音發光的路上。
律芯團隊從晶片到應用,每一步都走在讓聲音發光的路上。
圖/ 數位時代

對聲音的想像,不應止於消除噪音。薛宗智指出,聲音是機器理解世界的重要感知管道之一,相較於仰賴攝影機或雷達的視覺導向技術,聲學晶片在黑暗、遮蔽或空間複雜等條件不利的環境中,反而能展現獨特優勢。隨著律芯技術站穩腳步後,也吸引海外多家重量級組織主動洽談合作。展望未來,薛宗智透露,無論是在無人載具、機器人,或其他智慧系統領域,都有許多令人期待的聲音應用場景即將展開。

「我們站在一座聲音的金山銀山前,而我們手中握著鏟子。」薛宗智說。在他眼中,聲音不再只是背景,而是驅動未來機器感知與人機互動的起點。透過晶片,律芯要做的不只是消除噪音,更是讓世界聽懂聲音的價值。

|企業小檔案|
- 企業名稱:律芯科技
- 創辦人:薛宗智
- 核心技術:主動抗噪IC晶片設計
- 資本額:新台幣9,993萬元

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

登入數位時代會員

開啟專屬自己的主題內容,

每日推播重點文章

閱讀會員專屬文章

請先登入數位時代會員

看更多獨享內容

請先登入數位時代會員

開啟收藏文章功能,

請先登入數位時代會員

開啟訂閱文章分類功能,

請先登入數位時代會員

我還不是會員, 註冊去!
追蹤我們
蘋果能再次偉大?
© 2025 Business Next Media Corp. All Rights Reserved. 本網站內容未經允許,不得轉載。
106 台北市大安區光復南路102號9樓