周明德

化合物半導體具有耐高電壓、耐高溫及高頻操作等特性，具有降低功耗及縮小體積等優勢，近年來在淨零碳排的趨勢下，電動車、再生能源市場興起，讓化合物半導體功率元件成為矚目焦點。本研究主要聚焦化合物半導體功率元件的市場需求，供應鏈現況及主要大廠產品、技術趨勢進行分析探討，並分析我國化合物半導體產業現況及相關政策，最後提出資源投入方向建議以強化台灣化合物半導體產業。

自2015年巴黎協議後，「2050年淨零排放」成為國際共識。各國政府紛紛制定減碳目標及相關政策，期望能夠降低因氣候暖化所造成人類永續發展的威脅。而近年來我國半導體產業的產值及技術不斷成長，已成為全球關注的焦點。但在淨零碳排的浪潮下，半導體產業勢必要有更積極的減碳思維及行動力，才能夠保持我國半導體產業的競爭力。讓台灣半導體產業持續成長的同時，落實環境永續的目標。

繼2015年巴黎協議之後，邁向「2050年淨零排放」已經成為國際共識目標。各國政府紛紛制定減碳目標及相關政策，期望能夠降低因氣候暖化，對人類永續發展的威脅，皆明確宣示在2030年要達成的減碳目標，例如歐洲承諾碳排量要相較1990年減少55%，美國則是相較2005年要減少50%以上，日本要減少46%，韓國要減少40%。 為因應減碳目標值，歐洲提出碳邊境調整機制（CBAM），要求進口產品依碳含量繳交CBAM憑證；美國以重建美好法案（BBB）來鼓勵美國供應鏈朝向環保議題轉型，並以美國清潔競爭法案（CCA），對進口的高碳排量產品課徵碳關稅；日本則是以「促進全球變暖對策法案」來促進國內減碳進度；中國大陸則是提出「2030年前碳達峰行動方案」，以確保2060年可以達到碳中和。 臺灣在2021年宣誓「台灣2050淨零轉型目標」後，修訂「氣候變遷因應法」，預定於2024年針對年排碳量逾2.5萬公噸的排碳大戶開徵碳費。未來仍有碳費徵收辦法等12項子法草法將被陸續提出，以及「用電大戶條款」等規範辦法，以確保臺灣在2050年時達成淨零碳排目標。在此淨零碳排的浪潮下，臺灣的半導體產業，勢必要有更積極的減碳思維及行動力，才能夠保持我國半導體產業的競爭力，從落實環境永續的目標中，同時發展持續成長的動力。 為因應氣候變遷，各國逐步形成於2050年達到淨零排放的共識。臺灣的經濟體是以出口為導向，面對國內外的碳管制挑戰，也開始布局淨零轉型以符合國際貿易的減碳趨勢。高耗能科技產業在此項減碳議題中扮演多重的角色，必須同時面臨營運和生產製造過程的去碳課題，針對既有製程與能資源使用模式，進行大幅度的轉型工程，包括加速開發低碳與去碳技術、導入碳排放與氣候風險管理，並建立產業淨零策略等議題。 2021年的聯合國氣候變遷大會COP26將重型陸運、航運、航空、鋼鐵、化工石化、水泥等排放大量溫室氣體的產業，歸類為「難減排產業（Hard-to-abate Sector）」，這些產業於2022年的碳排放總量，約占全球碳排放的20%，因此這幾類產業的減碳進度，即成為全球能否達成2050淨零碳排的關鍵產業。但是目前這些產業所需要的減碳技術，多數尚未進入大規模的商業化應用階段。 擁有眾多資料中心的國際雲端服務商，近年來也面臨淨零永續的壓力，因此積極的洗刷高耗能、高碳排的形象，主要作法為提升機房內部用電效率，加強締結再生能源採購

n 分析寬能隙功率半導體發展趨勢及減碳應用策略與方向n 探討寬能隙功率半導體材料之應用n 了解化合物半導體功率元件產業與車用相關議題n 主要國家發展及中國大廠在第三代半導體產業的相關布局寬能隙功率半導體（Wide Band Gap, WBG）也稱為「第三代半導體」，其高能效、耐高溫高壓的特性，有助於減少電力轉換過程中的能源耗損，所以能提升再生能源的發電效率，預期未來在提升再生能源、電網、儲能、電動車、雲端運算中心、工業馬達的電力轉換及使用效率等領域，應用寬能隙功率半導體元件，對全球節能減碳需求將會帶來極大的貢獻。運用「碳化矽」（SiC）或「氮化鎵」（GaN）等寬能隙材料所製作的化合物半導體，一般通稱為「寬能隙半導體」，雖然具備高能效、耐高溫高壓等優勢，但因為化合物不是天然存在於地球上的物質，多數只能藉由繁複的人工合成方式生產，因此產生礙於生產成本高昂而無法快速普及的待解課題。SiC功率元件可應用於電動車、太陽光電、風電以及5G射頻等快速發展的應用場景，具備潛在的龐大商機，中國大陸在十四五規劃中明確將寬能隙半導體列為重點發展產業，政策鼓勵SiC與GaN等主要廠商大力擴產，並推動技術升級以朝向更大尺寸的晶圓發展。國際能源署（International Energy Agency, IEA）推估2050年全球風力和太陽光電的發電量，若採用寬能隙半導體將可能帶來可觀的節能潛力，先進國家投入開發寬能隙半導體技術，對開發中國家之再生能源發展將帶來間接的助益。因此，觀察全球主要廠商的展趨勢與布局，臺灣業者該如何在寬能隙半導體產業鏈上游，扮演重要的供應角色，在市場需求占比仍不高的此時，進一步以成本較低的國產元件，將寬能隙半導體導入應用層面，提升技術以協助加速我國節能減碳的步伐。自2015年巴黎協議後，「2050年淨零排放」成為國際共識。各國政府紛紛制定減碳目標及相關政策，期望能夠降低因氣候暖化所產生的人類永續發展威脅。近年來我國半導體產業的產值及技術不斷成長，已經成為全球關注的焦點。但是在淨零碳排的浪潮下，半導體產業勢必要有更積極的減碳思維及行動力，才能夠保持我國半導體產業的競爭力。

寬能隙功率半導體（Wide Band Gap, WBG）也稱為「第三代半導體」，其高能效、耐高溫高壓的特性，有助於減少電力轉換過程中的能源耗損，所以能提升再生能源的發電效率，預期未來在提升再生能源、電網、儲能、電動車、雲端運算中心、工業馬達的電力轉換及使用效率等領域，應用寬能隙功率半導體元件，對全球節能減碳需求將會帶來極大的貢獻。 運用「碳化矽」（SiC）或「氮化鎵」（GaN）等寬能隙材料所製作的化合物半導體，一般通稱為「寬能隙半導體」，雖然具備高能效、耐高溫高壓等優勢，但因為化合物不是天然存在於地球上的物質，多數只能藉由繁複的人工合成方式生產，因此產生礙於生產成本高昂而無法快速普及的待解課題。SiC功率元件可應用於電動車、太陽光電、風電以及5G射頻等快速發展的應用場景，具備潛在的龐大商機，中國大陸在十四五規劃中明確將寬能隙半導體列為重點發展產業，政策鼓勵SiC與GaN等主要廠商大力擴產，並推動技術升級以朝向更大尺寸的晶圓發展。 國際能源署（International Energy Agency, IEA）推估2050年全球風力和太陽光電的發電量，若採用寬能隙半導體將可能帶來可觀的節能潛力，先進國家投入開發寬能隙半導體技術，對開發中國家之再生能源發展將帶來間接的助益。因此，觀察全球主要廠商的展趨勢與布局，臺灣業者該如何在寬能隙半導體產業鏈上游，扮演重要的供應角色，在市場需求占比仍不高的此時，進一步以成本較低的國產元件，將寬能隙半導體導入應用層面，提升技術以協助加速我國節能減碳的步伐。 自2015年巴黎協議後，「2050年淨零排放」成為國際共識。各國政府紛紛制定減碳目標及相關政策，期望能夠降低因氣候暖化所產生的人類永續發展威脅。近年來我國半導體產業的產值及技術不斷成長，已經成為全球關注的焦點。但是在淨零碳排的浪潮下，半導體產業勢必要有更積極的減碳思維及行動力，才能夠保持我國半導體產業的競爭力。

美中角力逾三年，美國政府對新興技術與重點產業關鍵技術的管制力道日漸加強。2022年7月27日，美國參議院表決通過H.R.4346修正案《晶片與科學法案》(The CHIPS and Science Act of 2022)，限制獲得補助在美建廠的業者，10年內不得投資中國大陸半導體，想要保護美國半導體產業的立意昭然若揭，雖然該項法案細節仍在研議中，但後續情勢的可能發展，已經仍引起各界的關注。美國於2022年8月，禁止NVIDIA與AMD的高階AI加速器晶片銷往中國大陸，意圖要精準狙擊中國大陸先進AI運算發展，想要透過半導體先進製程技術出口管制措施，限制中國大陸取得特定高科技產業新興技術，目的是要維持美國的全球影響力與話語權。然而中國大陸的晶圓代工產業，雖然因此明顯受到管制措施的衝擊，但是也反而促進對自主技術開發的急迫性。2021年的晶片缺貨潮，激發各國將半導體「產能」視為國家重要戰略物資，繼美中科技戰之後，美國、臺灣、韓國、日本、歐洲、中國等市場，皆以國家層級的規模，陸續啟動半導體軍備競賽。全球主要半導體供應商逐漸感受到地緣政治變化、供應鏈斷鏈不確定等因素所帶來的壓力，產業經營環境因為政經情勢的介入而日趨複雜難測。臺灣的晶圓代工產能、營收皆位居全球第一，各廠商除了積極規劃擴產之外，面對各國的在地化生產政策，業者的生產據點布局也成為關注焦點，分析各區域客戶的需求角度，或許更易瞭解半導產業版圖的變化樣貌。國際大廠為避免再度面臨晶片供應短鏈與斷鏈危機，包括蘋果、特斯拉、亞馬遜、阿里巴巴等業者，為了鞏固自家供應鏈的穩定性，紛紛朝向「自研設計晶片」的領域發展，其中，因為端點產品與雲產品的切入角度差異，很有可能在未來形成不同的發展走向與影響。繼台積電2020年耗資120億美元在美國設廠之後，又再到日本熊本縣建造晶圓廠，而日本政府也提供補助並參與投資，更鼓勵日本企業以不同形式共同參與投資計畫，這項半導體布局規劃，是否能有效的讓失落三十年的日本半導體產業，脫離被邊緣化的魔咒。2022年全球IC設計產業產值2,016億美元，較去年成長18.5%，以網通、資料中心相關晶片銷售為主要的支撐力道。繼2022年Intel宣布併購以色列專業晶圓代工業者Tower Semiconductor後，南韓記憶體大廠SK Hynix也即將在2025年第一季，完成收購整併Intel的NAND Flash相

內容特色n 分析寬能隙功率半導體發展趨勢及減碳應用策略與方向n 探討寬能隙功率半導體材料之應用n 了解化合物半導體功率元件產業與車用相關議題n 主要國家發展及中國大廠在第三代半導體產業的相關布局 寬能隙功率半導體（Wide Band Gap, WBG）也稱為「第三代半導體」，其高能效、耐高溫高壓的特性，有助於減少電力轉換過程中的能源耗損，所以能提升再生能源的發電效率，預期未來在提升再生能源、電網、儲能、電動車、雲端運算中心、工業馬達的電力轉換及使用效率等領域，應用寬能隙功率半導體元件，對全球節能減碳需求將會帶來極大的貢獻。運用「碳化矽」（SiC）或「氮化鎵」（GaN）等寬能隙材料所製作的化合物半導體，一般通稱為「寬能隙半導體」，雖然具備高能效、耐高溫高壓等優勢，但因為化合物不是天然存在於地球上的物質，多數只能藉由繁複的人工合成方式生產，因此產生礙於生產成本高昂而無法快速普及的待解課題。SiC功率元件可應用於電動車、太陽光電、風電以及5G射頻等快速發展的應用場景，具備潛在的龐大商機，中國大陸在十四五規劃中明確將寬能隙半導體列為重點發展產業，政策鼓勵SiC與GaN等主要廠商大力擴產，並推動技術升級以朝向更大尺寸的晶圓發展。國際能源署（International Energy Agency, IEA）推估2050年全球風力和太陽光電的發電量，若採用寬能隙半導體將可能帶來可觀的節能潛力，先進國家投入開發寬能隙半導體技術，對開發中國家之再生能源發展將帶來間接的助益。因此，觀察全球主要廠商的展趨勢與布局，臺灣業者該如何在寬能隙半導體產業鏈上游，扮演重要的供應角色，在市場需求占比仍不高的此時，進一步以成本較低的國產元件，將寬能隙半導體導入應用層面，提升技術以協助加速我國節能減碳的步伐。自2015年巴黎協議後，「2050年淨零排放」成為國際共識。各國政府紛紛制定減碳目標及相關政策，期望能夠降低因氣候暖化所產生的人類永續發展威脅。近年來我國半導體產業的產值及技術不斷成長，已經成為全球關注的焦點。但是在淨零碳排的浪潮下，半導體產業勢必要有更積極的減碳思維及行動力，才能夠保持我國半導體產業的競爭力。

 各國為因應減碳目標值陸續推出關於減碳的機制與法案推行減碳政策，臺灣也陸續修法以確保臺灣在2050年時達成淨零碳排目標。 產業為進行碳盤查，陸續發展出碳足跡與碳管理的相關計算方式與技術，本專書藉由盤點各國係數庫建置狀況，亦從國際碳管理工具發展趨勢，切入分析臺灣本地市場的碳管理工具發展現況。繼2015年巴黎協議之後，邁向「2050年淨零排放」已經成為國際共識目標。各國政府紛紛制定減碳目標及相關政策，期望能夠降低因氣候暖化，對人類永續發展的威脅，皆明確宣示在2030年要達成的減碳目標，例如歐洲承諾碳排量要相較1990年減少55%，美國則是相較2005年要減少50%以上，日本要減少46%，韓國要減少40%。為因應減碳目標值，歐洲提出碳邊境調整機制（CBAM），要求進口產品依碳含量繳交CBAM憑證；美國以重建美好法案（BBB）來鼓勵美國供應鏈朝向環保議題轉型，並以美國清潔競爭法案（CCA），對進口的高碳排量產品課徵碳關稅；日本則是以「促進全球變暖對策法案」來促進國內減碳進度；中國大陸則是提出「2030年前碳達峰行動方案」，以確保2060年可以達到碳中和。臺灣在2021年宣誓「臺灣2050淨零轉型目標」後，修訂「氣候變遷因應法」，預定於2024年針對年排碳量逾2.5萬公噸的排碳大戶開徵碳費。未來仍有碳費徵收辦法等12項子法草法將被陸續提出，以及「用電大戶條款」等規範辦法，以確保臺灣在2050年時達成淨零碳排目標。在此淨零碳排的浪潮下，臺灣的半導體產業，勢必要有更積極的減碳思維及行動力，才能夠保持我國半導體產業的競爭力，從落實環境永續的目標中，同時發展持續成長的動力。為因應氣候變遷，各國逐步形成於2050年達到淨零排放的共識。臺灣的經濟體是以出口為導向，面對國內外的碳管制挑戰，也開始布局淨零轉型以符合國際貿易的減碳趨勢。高耗能科技產業在此項減碳議題中扮演多重的角色，必須同時面臨營運和生產製造過程的去碳課題，針對既有製程與能資源使用模式，進行大幅度的轉型工程，包括加速開發低碳與去碳技術、導入碳排放與氣候風險管理，並建立產業淨零策略等議題。2021年的聯合國氣候變遷大會COP26將重型陸運、航運、航空、鋼鐵、化工石化、水泥等排放大量溫室氣體的產業，歸類為「難減排產業（Hard-to-abate Sector）」，這些產業於2022年的碳排放總量，約占全球碳排