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【化合物半導體粉體晶錠與晶片材料分析技術】與【低碳構裝材料及再利用技術】專題及【太陽光電技術】特別報導

工業材料雜誌 441 期

出版日期: 2023/9/5

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當期雜誌簡介

洞悉一切、眼見為憑，分析技術為下一個神山之基石

化合物半導體在電動車、AI、能源、6G通訊與生醫等具前瞻性的產業扮演著關鍵角色。化合物半導體材料由兩種元素組成，具有寬能隙特性，其中氮化鎵(GaN)與碳化矽(SiC)目前最為火熱。尤其碳化矽，市場前景分析報告中其應用發展的經濟成長率預計能超過10%以上。材料在開發與應用上最重要的就是Q (Quality)，包含產品品質與失效分析等。

分析技術和設備與時俱進，隨半導體製程發展，從光學顯微鏡(OM)進步到掃描式電子顯微鏡(SEM)，目前更是到達需要以原子級的穿透式電子顯微鏡(TEM)進行分析；而純度分析更從3N進步到12N，精度從光學放射光譜儀(OES)到質譜儀(MS)，從破壞性分析到非破壞性分析。分析不只發現缺陷，更要能回溯與解決問題，進一步了解原物料特性與製程參數之關聯性，以提升產品品質與穩定性。

本期『化合物半導體粉體晶錠與晶片材料分析技術』專題，著重以化合物半導體材料為主要載具，分享其原料與產品之分析手法及技術。先從碳化矽原料品質與長晶之關聯性、長晶之晶錠製備成晶圓之製程與品質分析項目大方向分析概況；再進一步介紹以高階元素分析—輝光放電質譜儀與雷射誘導擊穿技術在材料的開發與成分分析之應用；最後介紹目前先進的非破壞性檢測—太赫茲技術如何應用在碳化矽晶圓分析上。專題從化合物半導體的原物料、製程、產品至驗證等相關分析項目來做規劃與簡介，期望藉由深入淺出的引領介紹，讓讀者一窺半導體材料與分析的世界，並產生興趣投入相關領域，或許我們都將成為下一座護國神山的基石。

迎向ESG永續浪潮：構裝產業創新布局碳中和技術

面對全球ESG永續的浪潮，近年國際大型終端電子產品廠紛紛針對達到淨零碳排提出目標時程，各國也制訂減碳路徑及增收碳稅等規劃並逐漸實施。電子產業產值居我國工業第一大，其碳排放量則是製造業的第二大(達3,200萬噸)，而當中關鍵的IC、面板、PCB及陶瓷元件製造為主要碳排來源，且都是國際前三大產業。在品牌商積極要求2030年與供應鏈共同朝向碳中和，相關產業面臨淨零碳排壓力，若未能快速建立碳中和技術，電子業將失去國際競爭力。目前電子產業積極利用自身廠務減碳、提升設備效率與綠電運用達到初期減碳效果；後續期盼能夠在原料及各產業材料配方與製程上有所創新，結合既有減碳路徑，方可有效達成碳中和目標。

本期『低碳構裝材料及再利用技術』專題從材料的角度出發，針對低碳原料、PCB既有減碳技術、易降解構裝材料及電子產業副資材再利用技術進行介紹。盤點材料減碳技術，非石化料源的樹脂材料的替代，無論是生質或是循環料源均可快速地降低整體碳排。國際上針對PCB產業相關的減碳技術也開始有許多創新發展。而電子產品製程及終端廢棄物在整體碳排來源亦為重要環節，電子廢棄物中有價的元件如何再利用，關鍵在於如何拆解，熱固型樹脂降解技術成為可否回收的要點。另外在電子產品製程中亦有許多的副資材，如何使其在焚化處理產生直接碳排之外，找到另外一個再利用的方式，亦為整體減碳技術的一環。讀者可以藉由此專題探索未來可能發展的構裝趨勢，找到面對碳中和目標的方法。

太陽光電產業與技術發展近況

太陽光電因商業化技術較成熟，是國際邁向淨零的重要技術選項，根據IRENA 2023年的統計報告，全球太陽光電累積設置量在2022年達1,053.1 GW，正式突破1,000 GW整數大關！推估在2025年底全球累積量就很有機會超越2,000 GW，成長力道持續維持在高檔。國內市場至2023年6月底已達11,000 MW，6年半成長7.8倍。這兩年來更有許多新的突破：例如近期推動的漁電共生，在以農為本、綠電加值下，將共創多贏、複合利用的國際領導光電型態；屋頂型在《再生能源發展條例》修法、未來細部配套完整後，有望每年持續帶給國內穩定的200~300 MW屋頂型光電潛能；另外太陽光電與儲能的整合應用，預計在2025年推動達成光儲500 MW的目標，可讓既有的饋線運用更提升，也收某種能量移轉之效；而來自國內產業的綠電剛性需求，將賦予太陽光電的發電價值，成為更多產業未來順利接單的關鍵角色。技術面上，TOPCon已有逐步取代PERC的趨勢；鈣鈦礦太陽電池技術則伴隨臺灣鈣鈦礦研發及產業聯盟的成立注入新活力；新的應用場域如海上型或離岸型光電的示範研究很快也會啟動。由此可以看出國內的太陽光電產業仍是持續往前大步邁進，朝淨零永續與產業發展方向前進。

主題專欄與其他

延續上期，能源/儲能專題「以專利與論文地圖建立全固態鋰離子電池界面改質技術」，介紹研究團隊採用界面修飾之方法抑制界面副反應，以提高固態電池之循環壽命。水處理科技專題「水科技物聯網之發展與應用」介紹環保署與工業技術研究院在過去幾年針對國產化水質感測器及水科技物聯網合作開發的成果。專文篇篇精彩，歡迎賞閱！

凡對以上內容有興趣的讀者，歡迎參閱2023年9月號《工業材料雜誌》或參見材料世界網，並歡迎長期訂閱 或 加入材料世界網會員，以獲得最快、最即時的資訊！

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雜誌目錄

▓ 化合物半導體粉體晶錠與晶片材料分析技術

44 洞悉一切、眼見為憑，分析技術為下一個神山之基石

45 化合物半導體碳化矽粉體品質分析

56 碳化矽晶圓製程與磊晶品質分析

66 GDMS於再生循環製備高純碳化矽材料分析

78 利用雷射誘導擊穿技術及結合拉曼光譜進行半導體材料分析

89 太赫茲技術應用於化合物半導體材料分析

▓ 技術發表會

98 半導體製程化學機械研磨污泥零廢棄技術開發成果

▓ 低碳構裝材料及再利用技術

104 迎向ESG永續浪潮：構裝產業創新布局碳中和技術

105 電子構裝用再生低碳樹脂

116 PCB減碳技術發展現況(上)

123 易降解構裝材料技術

132 乾膜光阻副資材轉製再利用技術

▓ 材化史上的今天

138 9/21–發現超導現象的人

▓ 太陽光電技術特別報導

140 太陽光電產業與技術發展近況

141 矽晶太陽電池技術概論

156 鈣鈦礦太陽光電模組穩定性之進展與挑戰

166 海上型太陽光電系統的技術與挑戰

▓ 主題專欄

177 以專利與論文地圖建立全固態鋰離子電池界面改質技術(下)

184 水科技物聯網之發展與應用(下)

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