經濟部於SEMICON展出MRAM/電動車快充技術

作者: 吳心予
2022 年 09 月 19 日

經濟部技術處於2022 SEMICON Taiwan展出新技術,瞄準記憶體應用、電動車快充、次世代通訊、半導體量測設備與未來多樣化的元宇宙應用,推出包含SOT-MRAM陣列晶片、碳化矽功率模組、氮化鎵射頻高電子遷移率電晶體、2奈米量測機台,以及即時裸視3D服務系統,共五項技術研發成果。其中,碳化矽功率模組可將充電裝電壓提高至800V,滿足電動車的快充需求。

記憶體技術方面,新興磁性記憶體技術平台的目標是為台灣建立磁性記憶體驗證試量產平台與生態系,現階段工研院攜手國內廠商,完成第三代SOT-MRAM技術的開發,該晶片可達到0.4奈秒高速寫入、7兆次讀寫之高耐受度,未來可以整合成先進製程嵌入式記憶體,在人工智慧(AI)、車用電子、高效能運算晶片等領域具有市場應用潛力。

其次,面對半導體產業在化合物半導體領域新的競爭,以及電動車快充的需求,工研院研發充電樁與車載充電器用碳化矽功率模組,採用碳化矽功率半導體元件(SiC MOSFET),取代傳統矽基功率半導體元件(Si IGBT),可實現高電壓、低電流的800V快充,充電時間比400V系統減少一半。同時該模組以最佳化設計與新封裝製程導入,投入快速充電應用1700V碳化矽功率模組開發,使熱阻值較國際大廠產品改善達20%以上,簡化系統散熱設計,降低製造成本,帶動國內電動車產業鏈的新機會。

充電樁與車載充電器用碳化矽功率模組

除了高電壓應用,化合物半導體高頻的特性也適用於次世代通訊技術。氮化鎵射頻高電子遷移率電晶體高頻率、低功耗、高功率的特點,別適用於射頻(RF)領域,如5G射頻設備、軍用雷達、LiDAR等。工研院在技術處支持下建置8吋大面積氮化鎵射頻元件技術及平台,未來將以大尺寸晶圓超高頻元件製程,聯合國內外半導體產業的發展策略,來幫助國內現有上下游廠商掌握超高頻技術,搶先布局下世代B5G/6G之龐大應用市場。

半導體設備方面,工研院開發以X光為基礎,可量測奈米尺寸的三維複雜結構,協助業者進行2奈米的製程量測,量測時間縮短60%,為全世界速度較快的2奈米量測機台,將於近期衍生新創公司NanoSeeX,募資上看台幣幣三億元。X光量測技術可穿透多層環繞閘極(GAA)結構,以原子級解析度監控關鍵尺寸,滿足量測前段製程奈米尺寸三維複雜結構需求,量測時間大幅縮短60%,以確保2奈米製程前段晶片的良率和效能。

半導體2奈米GAA製程前段X光量測技術

而即時裸視3D服務系統可直播、即時合成裸視3D顯示技術,無須穿戴任何穿戴式裝置即可看見3D影像。即時裸視3D服務系統可以與真人3D Live直播互動,並直接用AI去背,讓影像即時變成3D,再與虛擬背景即時融合成影像。該系統在各種型態的顯示器皆可呈現,且整體運算約1秒完成,適合做為現場演唱會、廣告看板和遠距投影會議等用途。

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