中國的太陽能產業將席捲世界?
中國的太陽能產業將席捲世界?
2007.01.01 | 人物

來一個時事的機智問答:目前中國排名第七,據《財星雜誌》(Fortune)估計身價高達美元十四.三億的富豪是誰?

答案是:施正榮。 接著再猜猜看他是做哪一行?房地產?不!銀行?不!沃爾瑪的供應商?不!建設?不!
施正榮是中國最大的矽光電太陽能電池製造商,他的產品能將陽光轉換成電力。是的,全中國排名第七的富豪是個綠色企業家,但這種事只會發生在美國才對啊。

施正榮的想法與我雷同,認為這些再生乾淨能源,如風力、太陽能、生化燃料等,將會是二十一世紀裡的成長產業,而他想要確保中國和他的公司——尚德太陽能公司,能成為這個領域的領導者。年僅四十三歲並充滿活力的他,希望能用中國發展製鞋業的模式來推廣太陽能:致力降低成本,讓數以百萬計的普羅大眾也能享用到矽光電太陽能面板。

身為一個環保人士,我預祝他成功。但身為美國人,我開始擔心若美國人不再施展混身解數,發展自己的乾淨能源產業,我們將錯失掉這一場綠色工業革命。今天,美國境內大半的油電混合車都來自日本,往後假使施正榮開發成功,大半的太陽能面板將來自中國。

施正榮了解中國的綠化勢在必行,那些遭受嚴重污染的河川與空氣讓中國別無選擇。事實上,當我跟施正榮在他那位於六十六樓的上海辦公室談話時,污濁的空氣已經讓人無法清楚看到馬路。糟糕的是,美國還以為走向環保只不過是選擇之一,所以當中國企業不得不往綠色產業發展時,美國公司還在要與不要間徘徊,端視地方或中央的政策是否要求企業必須提供再生能源。

多年來,我們那些沒腦的國會議員們,總是相信寬鬆的能源政策能夠對相關企業及製造商有所助益。事實上,這只是幫著他們自我毀滅。例如美國國會決定不對車商要求高標準的每公里油耗量愚蠢決定,只不過「協助」底特律車商們錯過了大好市場,並且幾近破產,而中國現在對於每公里油耗量的標準已經比美國嚴格了。

「目前在中國,各個階層的人都對環境議題與替代能源愈來愈有意識,」施正榮說道:「五年前公司剛成立時,很多人跟我說『何必需要太陽能呢?中國燃煤的發電量還用不完呢』。現在不同了,人們了解到太陽能才是未來的主流,只是目前仍過於昂貴。」

施正榮於一九九二年在澳洲取得工程博士,之後在靠近上海的吳興創立尚德太陽能公司。據近期的《華爾街日報》(Wall Street Journal)報導,尚德太陽能公司結合了「已開發國家的一流技術與開發中國家的價格」——憑此,尚德目前已是世界上第四大的太陽能設備製造廠商,僅次於夏普(Sharp)、日本京瓷(Kyocera)與英國能源(BP)。

施正榮跟我解釋,成功的關鍵在於,他使用大量的低廉中國勞工而非高科技儀器,來生產他的太陽能模組及處理矽片。另外,各省政府為了吸引他到當地設廠所開出的優厚補助條件,也給了施正榮不少的資源跟優勢。

目前尚德大約九○%的生意來自海外市場,但一旦價格下降,中國市場毫無疑問地會成長。施正榮打算利用這塊潛力無窮的市場,創造出他的規模經濟,讓尚德太陽能模板的價格再大幅下降。

「一旦我們成功打開中國市場,尚德絕對會擁有最低的製造成本,」施正榮說:「目前我們一瓦的成本大約在美元四塊,但十年後,我敢說一瓦的成本不到美元兩塊。」而這將使太陽能能源非常具有競爭力與經濟規模效益。

由於尚德的成功,「國內一堆人爭先恐後地要進入這個產業,即使這東西在中國還沒什麼市場,」施正榮補充說:「許多政府官員現在也認為『這的確是個產業』。」為了促進再生能源產業發展,中國政府甫通過一則法令,要求在西元二○二○年前,中國總能源消耗量的十分之一必須來自再生能源。

中國政府在再生能源方面採用了高標準,然而執行不力;美國政府擁有較佳的執行力,卻遲遲不願在能源方面豎立起規範。我們必須重振我們的行動,因為中國遲早會實踐他所設立的標準。當這一天到來時,中國企業將一筆抹滅我們曾經在乾淨能源產業所擁有的成績。

但不管怎樣,你還是可以成為它的股東,尚德太陽能已於紐約證交所上市。 

美國還以為走向環保只不過是選擇之一,
所以當中國企業不得不往綠色產業發展時,
美國公司還在要與不要之間徘徊,
端視地方或中央是否要求企業提供再生能源。 

目前尚德大約九○%的生意來自海外市場,
一旦價格下降,中國市場毫無疑問地會成長。
施正榮打算利用這塊潛力無窮的市場,
創造規模經濟,讓太陽能模板的價格大幅下降。 

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晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局
晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局

在電動車的感測系統、物聯網中的無電池標籤,以及AI伺服器的高速記憶體修復技術中,都有一個極其微小、幾乎難以用肉眼辨識的元件,默默地發揮關鍵作用。它負責確保系統功能的正確運作,並保護資料的安全性。這個不起眼卻不可或缺的元件,就是「單次可燒錄記憶體」(OTP)。

想像一下,當你坐在自動駕駛的電動車裡,這台移動的智慧裝置正以每小時100公里的速度行駛。它的感測系統、電池管理與安全控制,全仰賴晶片裡的數十億個電晶體協同運作。然而在這些肉眼不可見的微觀世界中,有一個被稱為「功能保險絲」的關鍵元件,如果它的數據在出廠後因高溫或電壓變化而悄悄「跑掉」,將可能在高速行駛下可能造成無法挽回的危險 。

當晶片製程往先進節點發展,傳統OTP技術隨製程微縮而暴露出可靠度與壽命的瓶頸。過去在成熟製程表現穩定的方案,進入7奈米或更先進的製程後,讀取壽命竟從理論上的「無限次」驟降至僅能維持數秒,突顯現有技術難以因應先進製程需求,對需要長期穩定運作的車用與工業應用而言是不可承受的風險。作為矽智財供應商的上峰科技,正是專注於這項關鍵技術的代表之一,其專利OTP技術已被應用於車用電子、物聯網裝置、AI與高可靠性工業設備等多個領域,為全球客戶提供穩定且可持續的解決方案 。「我們的目標是讓OTP在先進製程中一樣可靠,甚至比以前更好。」上峰科技創辦人暨董事長莊建祥開門見山地說。

以電遷移取代爆炸,上峰科技重寫OTP的可靠性

不同於傳統電子熔絲(eFuse)依靠高電流「爆炸式」燒斷導體,或反熔絲(Anti-fuse)以高電壓擊穿氧化層,上峰科技的I-fuse®解決方案採用低於熔斷點的熱輔助電遷移機制。簡單來說,就是用較低的電流與電壓,讓金屬原子在導線內緩慢遷移並改變阻值,而不是粗暴地炸斷它。

莊建祥解釋到,不同於eFuse的「爆炸式」斷裂,I-fuse®的方式更像是一種「緩慢推動」金屬原子的遷移,過程溫和卻能精準改變阻值。因為沒有爆炸,自然就沒有金屬碎屑或自我接回的風險,編程狀態因此能長期保持穩定;而在過程中所需的電壓與電流也遠低於傳統技術,無需高壓電路與內建電荷泵,讓系統設計更簡潔、功耗更低。

他進一步談到,I-fuse®還能在讀取過程中模擬燒錄狀態,所謂的"假燒”,產生類似靜態隨機存取記憶體(Static Random-Access Memory, SRAM)的重複讀寫測試模式,對整個OTP區塊進行全面檢測,確保每一顆出廠的OTP在進入車用或其他高安全性應用之前,都已經通過完整的可靠度驗證,以達成"零缺陷”。過去十多年,I-fuse®已在多種製程節點完成驗證,包括成熟製程與高介電常數金屬閘極(High-k Metal Gate, HKMG)節點。2023年,上峰科技也曾宣布I-fuse®成功在12奈米鰭式場效電晶體(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)製程完成矽驗證,不僅延續低成本與設計彈性的優勢,也證明即使在先進製程下,仍能以極小面積支援業界優異的低操作電壓,且無需額外光罩與電荷泵。

不過隨著製程微縮,金屬線寬與高度同步縮小,對爆炸式燒斷的OTP而言是嚴峻挑戰,卻讓 I-fuse®的電遷移機制更得心應手,莊建祥表示當線條越細,越容易在低電壓下完成燒錄,因此上峰科技有足夠的信心能直接從12奈米跨入7奈米,並規劃向3奈米、甚至環繞式閘極(Gate-all-around, GAA)與FinFET架構前進。

計畫助攻跨入7奈米,I-fuse®應用版圖持續擴張

上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
圖/ 數位時代

而這次的跨越,正是因為有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」(以下簡稱晶創IC補助計畫)協助。莊建祥坦言,對規模不大的IP業者而言,先進製程開發風險高、投入成本大,如果沒有外部資源挹注,很難同時負擔研發與驗證。「晶創IC補助計畫」不僅減輕了資金壓力,更讓上峰科技能集中火力解決7奈米製程的關鍵挑戰,包括更嚴格的設計規範與更密集的繞線限制。

「只要製程允許,我們的技術就能做。」莊建祥強調,I-fuse®採用晶圓廠提供的標準邏輯製程材料,不需改變製程或額外光罩,因此對製程轉換的適應速度遠優於其他OTP技術。「別人可能要花三、四年才能適應新的製程架構,我們幾乎可以無縫切換。」

OTP雖小但其用途極廣。在車用感測器中,它是確保不同零件出廠後能進行精準校正的關鍵;在 AI 伺服器與高速運算晶片裡,它能修補記憶體陣列中損壞的位元,延長晶片壽命;在物聯網無電池的裝置中,I-fuse®以極低讀取電壓(0.4V / 1µW)就能運作,適合能量收集環境。莊建祥更明確指出,I-fuse®未來將持續鎖定Wi-Fi裝置、微控制器單元(Microcontroller Unit, MCU)等對低功耗與高可靠性有高度需求的市場,與現有的車用與工業應用形成互補布局。

在全球晶片供應鏈中,OTP 是與輸入/輸出函式庫(I/O Library)、標準單元庫、靜態隨機存取記憶體編譯器(SRAM Compiler) 並列的「四大基礎 IP」之一,幾乎每顆晶片都需要。掌握這項技術,不僅是產品設計的靈活度,更關乎先進製程的導入速度與成本控制。上峰科技的策略是在穩固現有國際客戶基礎上,藉由「晶創IC補助計畫」加速進入7奈米,並持續向更先進節點前進。透過低功耗、高可靠性的 I-fuse®,讓臺灣有機會在先進製程OTP技術上,取得與國際一線供應商並肩甚至領先的地位。

「我們希望成為各種應用場景中,最可靠、最靈活的OTP解決方案。」 莊建祥說。從成熟製程到 7 奈米,從車用到AI與IoT,這顆小小的OTP正承載著臺灣在先進製程中的另一項關鍵優勢。

|企業小檔案|
- 企業名稱:上峰科技
- 創辦人:莊建祥
- 核心技術:專注於OTP矽智財的研發
- 資本額:新台幣2億元
- 員工數:46人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵業者往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的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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