決定台灣未來的SiC、GaN
2021/1/11(一)大家早,我是 LEO
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■ 什麼是SiC 及GaN
碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)現在全世界矚目的焦點,全新的第三代半導體材料,相較於第一代半導體材料的矽(Si)、第二代半導體材料的砷化鎵(GaAs)相比,承受更高電壓,電流更快通過,具有低耗能等優點,兩者都被稱為未來半導體界的明日之星。
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也許有些人還不知道什麼是半導體,一般的材料導電或不導電(絕緣)分成導體與非導體(絕緣體),半導體它厲害的地方在於,將它施加電壓時就會導電、不施加電壓時就會絕緣-不導電,導電與否的能力就是由材料的傳導性質所決定,光是這個發現就得了一個物理諾貝爾獎。
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碳化矽、氮化鎵兩者都是未來半導體的關鍵材料,節能減碳的趨勢,各種未來的新興產業,快速充電、車用LiDAR、資料中心、無線充電、電動車、太陽能發電、直流電網、充電樁…等應用都需要高轉換效率的功率半導體。
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■ 寬能隙半導體
為什麼碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)被稱為「寬能隙半導體」,因為它的能隙是Si的三倍多,崩潰電場是Si十倍多,能隙(bandgap)決定了半導體的崩潰電場,就是能承受住多大的電壓,能隙越寬,越能耐高電壓、高電流、高能源轉換效率,矽的能隙寬約是1.17 eV,SiC的能隙寬為3.26 eV,GaN的為3.5eV。
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兩者相比氮化鎵能隙更寬,電子遷移率更高,但熱導率卻更低,耐輻射性能也更優異,被認為更有機會實現低導通電阻、高開關速度的材料。
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■ 全世界競相押寶發展
日本是全球第一個研發氮化鎵的國家,去年10月日本經濟產業省傳出全力發展氮化鎵,5年內撥款90兆日圓 (約25.2兆台幣),動用國家隊力量,資助研發氮化鎵的大學與企業。
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但是,目前碳化矽發展比氮化鎵更成熟,市場研究機構Yole Developpement估計,到2025年SiC元件市場營收將佔據整體電力電子市場的10%以上,同時GaN元件的營收比例則會超過2%。
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SiC元件的知名供應商包括意法半導體(ST)、Cree/Wolfspeed、羅姆(Rohm)、英飛凌(Infineon)、安森美(OnSemi)以及三菱(Mitsubishi Electric),GaN元件的主要供應商,包括PI (Power Integrations)與英飛凌,還有新創公司Navitas Semiconductor、Efficient Power Conversion (EPC)、GaN Systems與Transphorm。
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■ 領頭羊科銳Cree的決心
目前全球SiC龍頭Cree美商科銳,過去30年原本是 LED的領導廠商,全球排名第三,2018年起轉型發展第三代半導體碳化矽材料,並出售LED賺錢業務,下定決心,立志在成為碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)元件領域的強權,2018年EPS -2.81元,2019年 -3.62元,2020年 -1.78元,跨入SiC後大量資本資出,甚至虧損累累,但是最近一年卻飆漲 137%,股價更飆上121.67美元,創歷史新高。
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由此可見市場現在高度期待的是未來電動車、5G、軌道交通、電網、太陽能的廣泛應用,甚至有朝一日全面取代矽基半導體,試想虧錢就飆成這樣,如果開始獲利,股價可能會漲到外太空。
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目前SiC元件最成功的市場領域在電動/混合動力車市場,GaN元件應用於高階智慧型手機的快速充電應用,將成為未來五年的成長主力,Tesla Model 3就採用意法半導體(STM)的SiC半導體模組。
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■ 台灣半導體射月計畫
不管是日本、美國、歐洲、甚至中國都全力發展第三代半導體材料並列入145計畫,除了電動車、節能應用,SiC跟國防、航太有都關係,Si元件工作溫度上限是攝氏100度,SiC可以到200度,特殊設計可以到300度。
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SiC抗輻射,可應用在核電廠,NASA也應用在太空科技上,這種技術國外不可能轉給台灣,政府要求工研院投入研發,成功後把技術和人才完全移轉給漢磊與嘉晶,因為當時只有他們率先投入,這就是台灣的半導體射月計畫。
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■ 漢磊、嘉晶佈局最早
經過8年多的耕耘、著墨最深,領先其他廠商,嘉晶(3016)是國內唯一有能力量產4吋、6吋碳化矽磊晶及6吋氮化鎵磊晶的公司,擁有磊晶專利技術,品質也獲得國際IDM大廠認可。6吋碳化矽晶圓已在試產階段,客戶端電動車需求最大,只要通過驗證,就開始出貨、貢獻營收。
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漢磊(3707),它的650伏特高壓氮化鎵已經通過電動車的車用標準認證,並且開始逐漸導入,吸引國外與台灣多家電動車相關業者洽談合作,未來電動車對SiC、GaN有很高的需求,就連環球晶董座徐秀蘭也表示:估計未來十年內第三代半導體,複合成長率不會輸給現有矽晶圓。
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國際IDM大廠英飛凌、瑞薩、意法半導體,車用營收占比明顯攀升,禁售其柴油車的趨勢就在眼前,國際IDM廠庫存降低,委外代工將更為明顯,甚至漲價,營運動能一路旺至今年上半年,漢磊及嘉晶將優先受惠!
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此外,中美晶(5483)投資35億元,入主砷化鎵晶圓代工廠宏捷科(8086),投入氮化鎵的製程開發,期望能達成互補效應,發展潛力也值得關注。
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十年內第8頭 在 走近動物園 Approaching the zoo Facebook 的最讚貼文
【EEHV】
#動物園醫學
#大象親內皮性疱疹病毒
#Chesterzoo
今天來跟各位介紹一個我一直很想談,但礙於個人認識不足且缺乏合適時機所以遲遲沒有下筆的東西─#大象親內皮性疱疹病毒(Elephant endotheliotropic herpesvirus,EEHV),內容若有疏漏或錯誤還請大大們不吝留言指正,以免我誤人子弟。
上個月底,Chester Zoo的亞洲象幼崽Indali Hi Way被診斷出感染EEHV,這個消息可說讓全世界的關注者心痛不已,因為這意味著牠很可能成為Chester #十年內第8頭 因為EEHV而死的小象(包括牠的姐姐,去年10月死亡的Nandita)……。但這個月初(4/3)傳來了一則讓人振奮的消息─Indali Hi Way與那些通常會在發病後1到5天內猝死的小象不同,已經 #成功地戰勝病毒進入了恢復期!
EEHV幾乎可見於 #無論是野生或者圈養的所有大象族群,但在各族群間的易感性不同,對於非洲象而言基本沒有威脅(確定的致死案例僅4起),頂多在表皮或者肺部產生些許病變長出小疣。而在亞洲象幼崽方面,一旦感染了就有著 #超過8成的死亡率,死因多為大量出血造成的休克,自1995年在華盛頓國家動物園診斷出第一隻確診個體Kumari起,已經帶走超過60頭小象的生命,即便在發現之初就立刻以泛昔洛韋(famciclovir)這類抗病毒藥物大量治療,至今成功康復的案例也只有12起,像這次的Indali可是Chester全園上下齊心協力,歷經了包含服用抗病毒藥物、血漿輸血以及免疫促進療程在內的14天密集療程與9次麻醉後才得已康復的,且仍然在接受密切的健康監測。
根據ZooChat一名叫作Elephant Enthusiast的網友所言,這些患病的亞洲象幼崽大多死亡於離乳階段或者是被更年幼的小崽奪去了哺乳的機會,並且從年齡看來,相較野外的小象,哺乳期明顯要短上不少,他因此推測「#未能從乳汁中獲得足夠的重要抗體」可能是造成這些小象死亡的主要原因,他也期待動物園能盡速找出這一重要抗體並將其分離、培養,但以上都仍處於未證實的階段。
Chester Zoo幾乎每年都有新的小象誕生,如此狀況是否正是導致年紀稍長的幼崽離乳過早進而感染EEHV的原因至今仍不得而知,Chester正聯手Animal and Plant Health Agency與薩里大學並投入大量心血與資源,試圖早日開發出EEHV的疫苗,希望能為全世界的亞洲象族群帶來一線曙光,嘗試體現自己身為世界動物園領導群應盡的職責,同時也是為了不讓小象的死淪為泡影。
參考資料與圖片來源
https://www.zoochat.com/…/the-elephant-endotheliotropic-he…/
https://www.cheshire-live.co.uk/…/great-news-chester-zoo-re…
十年內第8頭 在 走近動物園 Approaching the zoo Facebook 的最佳解答
【EEHV】
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上個月底,Chester Zoo的亞洲象幼崽Indali Hi Way被診斷出感染EEHV,這個消息可說讓全世界的關注者心痛不已,因為這意味著牠很可能成為Chester #十年內第8頭 因為EEHV而死的小象(包括牠的姐姐,去年10月死亡的Nandita)……。但這個月初(4/3)傳來了一則讓人振奮的消息─Indali Hi Way與那些通常會在發病後1到5天內猝死的小象不同,已經 #成功地戰勝病毒進入了恢復期!
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根據ZooChat一名叫作Elephant Enthusiast的網友所言,這些患病的亞洲象幼崽大多死亡於離乳階段或者是被更年幼的小崽奪去了哺乳的機會,並且從年齡看來,相較野外的小象,哺乳期明顯要短上不少,他因此推測「#未能從乳汁中獲得足夠的重要抗體」可能是造成這些小象死亡的主要原因,他也期待動物園能盡速找出這一重要抗體並將其分離、培養,但以上都仍處於未證實的階段。
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