集結產學之力 PIDA發表化合物半導體技術路線圖

作者: 黃繼寬
2021 年 04 月 07 日

光電科技工業協進會(PIDA)近日舉辦「化合物半導體技術路線圖」特刊發表會,共吸引200多位國內在化合物半導體產官學界重要貴賓參與。本路線圖由陽明交通大學國際半導體產業學院張翼院長出任召集人,集合國內產學研專家,針對化合物半導體的最新技術發展及產業應用作深入剖析。本路線圖聚焦在下世代高頻、高功率、寬能隙等相關半導體關鍵材料,如氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)等技術與應用,內容包含材料特性、長晶磊晶、通訊及功率半導體的元件製程、未來趨勢、相關應用及檢測與可靠度等議題進行盤點分析。

張翼在致詞時指出,新世代化合物半導體的應用更廣,世界各國均全力發展,台灣必須整合產學資源,互相合作,共創榮景。接著前國策顧問紀國鐘博士、工業局呂正華局長致詞時均藉此表達政府對於化合物半導體的重視,必須打好基礎,將人才培育起來並且建立起平台,讓產學研合作,使業者可以掌握趨勢且相互分享,讓化合物半導體及相關應用產業成為台灣下世代的護國群山。

工研院電光所吳志毅所長也強調,未來明星產業均與化合物半導體有關,工研院目前的研究方向是以GaN做5G通訊、SiC做功率元件。業界代表穩懋半導體李宗鴻策略長也希望台灣的產官學界均要各自發揮所長,各自做到極致,讓整個化合物半導體產業蓬勃茁壯。PIDA邰中和董事長也在致詞中表示:在高頻、高功率、高效率時代中,化合物半導體是關鍵重點,PIDA要建立相關平台,從教育、研發開始,協助台灣化合物半導體產業快速推向國際化,搶占商機。

在發表會上,本路線圖的專家作者群亦分別針對化合物半導體的材料特性、長晶磊晶、元件製程、未來趨勢及相關應用及檢測與可靠度等議題進行分享。張翼認為,GaN將為矽之後最主要的半導體材料,其中高頻通訊與功率元件將會是氮化鎵半導體最主要的推動力。未來GaN元件將廣泛應用於電動車、物聯網、衛星通訊、自駕車、醫療器材等等,榮景指日可待。

鎵聯通科技的黃延儀博士則針對GaN半導體使用MOCVD製程進行分享,並表示已經可以產出高品質的GaN半導體。陽明交通大學的許恆通副院長、鍾錦翰助理教授、林群雄教授及吳添立助理教授分別針對GaN應用於通訊元件以及功率元件的相關原理、製程及可靠度分析作介紹,說明目前現況及未來的挑戰。

許恆通指出,GaN已經被確認是5G及高頻、高功率應用中之關鍵產品,隨著5G商用到來,GaN相關應用將成為市場主流,布局關鍵技術及國內相關產業積極整合,其前景將大有可為。在SiC方面,青淨光能總經理李大青博士以SiC半導體材料發展及未來應用為題進行報告,並表示由於電動車使用的高功率馬達驅動器以及電力電子技術產業的SiC設備的高需求,將帶動SiC市場快速成長。

不過,由於SiC材料的製作成本十分高昂,技術難度也高,因此產學界也有許多人正在研究其替代材料–氧化鎵(Ga2O3)。陽明交通大學電子工程系主任洪瑞華指出Ga2O3亦具有高能隙特性,可製作崩潰電壓更高,功率也更大的半導體元件。對於大功率、高頻裝備,氧化鎵具有重大的戰略意義和經濟價值。

南方科技的陳怡然董事長提出化合物半導體的檢測技術發展,並表示台灣具有完整的產業鏈,是發展相關檢測技術的沃土,應透過產官學研各界合作,厚實國內高階檢測設備能量。

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