約莫一人高、寬如矮櫃，世界上第一個家用氫能儲能系統問世。

氫能源動力與儲能、電能供應應用市場已經開始進入商業化應用的初期階段了。未來幾年，氫能源應用無論在技術發展、性能效率以及價格成本等方面，都將會持續明顯優化與普及。氫元素是地球以及宇宙中最普遍存在的元素之一，對於自然資源缺乏，對於稀土資源的掌握更加薄弱，目前約98%的能源必須仰賴進口的台灣而也，發展氫能源相關應用是台灣產業界與能源應用領域不容錯過的重要發展趨勢，更是產業升級，提升國際競爭力以及能源自主安全性不可或缺的戰略性關鍵項目之一。

全新上市，目前要價近 74 萬台幣，全球第一個家用氫能系統登場..... （01/25/2021 TechNews科技新報）

（作者 Daisy Chuang）雖然與傳統的鋰離子電池儲能系統相比，澳洲新創 Lavo Hydrogen Technology 公司打造的 168x124x40 公分設備稍嫌笨重，足足有 324 公斤，無法壁掛架安裝、只能放在地板上，但該有的功能都有，可以儲存屋頂太陽能多餘電力，以電解水製氫技術製造氫能與氧氣。

官網介紹指出，Lavo 氫能系統裡面有 4 個裝有專利「金屬氫化物海綿」的儲氫罐，可以在 30bar 壓力下運作，儲存 40 KWh 能量，大約是特斯拉 Powerwall 2 13.5kWh 的三倍，足以滿足一般住家兩天需求，儲存與充電循環更達 2 萬次，同時為了增強反應速度，還加裝一個小型 5KWh 的鋰離子電池組。

氫能系統也有 wifi 功能與監控與控制通訊 App，可以即時觀看儲氫量與使用量，Lavo 指出，這也是模組化設計，用電需求較高也可裝置多個設備，打造氫能版「虛擬電廠」。

不過雖然他可以儲存許多能量、讓人們在沒有陽光時仍然不依賴電網，使用壽命更長達 30 年，是鋰離子電池長兩倍以上，也不會產生任何有毒化學物質造成回收困難。但它價格不斐，落在 34,750 澳元（近 74 萬新台幣），大概可以買三台 Powerwall、又或是一輛車吧，Lavo 則希望 2022 年第四季可以把售價降到 29,450 澳元，並在那時候全球販售。

目前鋰離子電池充放電效率高達 90% ，以最小的損耗存儲和釋放能量，這方面來說的話，氫能所採用使用質子交換膜製氫效果則較低，約為 80%，只不過他有著使用壽命長、回收簡易與氫能應用範圍廣等優點。

而針對氫能，其實也有滿多關於安全性的疑慮，畢竟氫氣易燃，空氣中體積濃度在 4% 和 75% 之間就可燃燒，雖然範圍比天然氣還要廣，但與使用天然氣與瓦斯一樣，都得避免閃火點、燃燒及爆炸潛力、爆炸壓力等，對此 Lavo 表示，氫氣若「洩漏」會立即擴散到空氣中，著火與爆炸的可能性較低，也不會比常見的汽油、天然氣等常見材料還要危險。

更多相關細節請見：
Green Energy Hydrogen Battery by LAVO Australia - Renewable
Generate storage from your solar panels
https://lavo.com.au

World-first home hydrogen battery stores 3x the energy of a Powerwall 2
https://newatlas.com/energy/lavo-home-hydrogen-battery-storage/

Tesla Powerwall Rival Seeks to Bring Hydrogen Into Your Home
https://lavo.com.au/tesla-powerwall-rival-seeks-to-bring-hydrogen-into-your-home/

完整內容請見：
https://technews.tw/2021/01/25/lavo-hydrogen

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這是一篇蠻持平客觀的分析、說明..... 電動車和你想的不一樣：只是炒作？真的會造成缺電嗎？專家一次說清楚（12/30/2020 風傳媒）

"你應該知道的是：豐田汽車社長痛批，電動車若更加盛行，可能造成日本大缺電，此一說法引發外界熱烈討論。如果電動車滿街跑，到底會不會缺電？電動車只是炒作的話題嗎？作者以專業背景解釋，電動車對解決大城市嚴重空氣污染將有顯著成效，但能源轉型困境並未因此紓緩，能源問題人人有責，不能把責任推給政府。"

作者：曲建仲 / 台大電機博士，知識力專家社群創辦人

近年來空氣污染讓大家忍無可忍，溫室效應造成的氣候暖化日益嚴重，讓世界各國政府推出新的碳排放法規，不約而同喊出 2030或2040 年禁售燃油車的口號，許多車廠被迫積極開發電動車，彷彿電動車能夠解決人類的空氣污染與能源問題，豐田社長怒批世界各國政府力推電動車只是炒作，許多人可能認為那是豐田(Toyota)眼見特斯拉(Tesla)股價節節高昇而吃醋，所以電動車真的是未來環保的新希望嗎？事實恐怕和你想的不一樣？

電池的構造與原理

所有的電池都具有陽極(負極)與陰極(正極)，基本上都是由陽極(Anode)發生的化學反應產生電子(Electron)與陽離子(Ion)，電子流入元件可以推動元件工作，也就是我們所稱的電能，如圖一(a)示；陽離子則經由電解質穿越多孔性的隔離膜到達陰極，如圖一(b)所示；最後陽離子與電子在陰極(Cathode)結合，如圖一(c)所示。

電池的陽極(Anode)：是我們所稱的「負極(Negative electrode)」。電池的陰極(Cathode)：是我們所稱的「正極(Positive electrode)」。

兩者恰好相反，千萬別弄錯了唷！大家可能會好奇，為什麼會恰好相反來造成大家的困擾呢？因為化學家定義放出電子的叫「陽極」；而陽極放出電子，代表陽極必定帶負電(同性相斥、異性相吸)，所以物理學家稱陽極為「負極」。

不同的鋰電池主要是陰極材料不同

不同的鋰電池其實主要是使用的陰極材料(正極材料)不同，目前最常用的陰極材料共有四種：鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4)、鋰鐵氧化物(LiFePO4)，其中大家常聽到的「三元鋰電池」其實是陰極材料使用鈷鎳錳酸鋰三元化合物的鋰離子電池，其中三元是指包含鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)三種金屬的化合物，而電解質主要是使用六氟磷酸鋰液體，負極材料一般是使用石墨。

固態鋰電池未來發展值得關注

由於現在的鋰電池所使用的電解質是液體，容易發生漏液汙染、易燃爆炸等問題，而固態鋰電池的電解質是固體，不會因為隔離膜破損就導致陰陽極接觸短路爆炸，而且固態鋰電池的密度和結構可以讓更多帶電離子聚集傳導更大的電流提升電池容量，此外固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液等特性，不像傳統鋰電池的液態電解質含有易燃有機溶液，需要降溫、防撞擊、防穿刺等安全裝置。

電極材料與液態電解質容易完全接觸，但是和固態電解質接觸不如液體，造成介面阻抗過高，影響整體電池效能，而且固態電解質製程良率低價格高，仍然有許多困難。日本Toyota公司預計2022年推出全固態鋰電池的電動車，美國Fisker公司為固態鋰電池申請專利，能量密度可達傳統鋰電池的2.5倍，法國Bollore公司已經量產固態金屬鋰聚合物電池，德國Bosch公司收購美國Seeo公司研發固態鋰電池技術，QuantumScape公司的鋰固態電池號稱15分鐘可以充飽80%股價大暴漲，由於廠商投入資源研發未來發展可期。

電動車的普及有賴電力基礎建設

電動車要充電，但是如何充電是個大問題，像Gogoro的電動機車一個電池只有9公斤，使用者可以到電池交換站自行更換電池，但是Tesla電動車的電池重達500公斤以上，只能以定點充電的方式進行，即使目前的規格要求在1小時內完成充電，使用者是否能在加電站等1小時卻是個問題。

如果必須把車開回家在停車場充電，最大的問題是目前的電力基礎建設不足，假設大樓停車場有100個停車位，每個都設置插座，當100台電動車同時充電時，大樓的變壓器無法承受如此巨大的電流，因此整個電力基礎建設，包括：變壓器、變電所、高壓電塔都必須重新設計才能達成，聽起來就不是短期內可以做到的事，可能的解決方法是在大樓停車場建置大型儲能電池，當大量電動車充電時可以由大型儲能電池供電，考慮到成本與安全，大型儲能電池使用釩電池或鋁電池是未來可能的發展方向。

電動車不會排放廢氣　更環保而且節省能源？

由於我們的發電廠是以高壓交流電(AC)傳送到使用者家中，再以「電源供應器(PSU：Power Supply Unit)」轉換為直流電(DC)才能對鋰電池進行充電，如果使用的是交流馬達，則鋰電池供電時要再轉換為交流電(AC)給馬達供電，每一次的電源轉換效率大約80%~90%，因此這樣轉來轉去其實浪費許多能源。根據德國慕尼黑經濟研究院(IFO：Institute for Economic Research)發布的一份研究報告，考慮電動車的碳排放量時，如果將鋰電池的生產製造、能量轉換，以及供電過程中發電廠發電所排放的二氧化碳算進去，電動車的二氧化碳排放量會比傳統燃油汽車高。

根據IFO的資料，最環保的能源形式是使用「甲烷」，也就是我們家裡用的天然瓦斯，它與一般的「瓦斯車」類似，差別在目前瓦斯車使用的「液化石油氣」是丙烷和丁烷的混合物。以甲烷為主要動力的內燃機(引擎)可以使汽車減少碳排放量，而且甲烷裡含有的氮化物、硫化物等雜質更低，是汽車製造商可以採用的環保能源，搞了半天最環保的竟然是瓦斯車，看來豐田社長怒批電動車只是炒作算有幾分道理，不過瓦斯車還是會排放二氧化碳，無法解決溫室效應的問題。

電動車只能改善空氣污染　無法解決能源問題

充電站裡的電是那裡來的呢？還是由發電廠來的，說來說去，又回到了最原始的火力、水力、核能發電來提供，核能目前被社會接受的可能性很低，在台灣想蓋水庫都很困難了更別說水力發電廠，因此又回到最原始的火力發電，不論是使用天然氣或煤碳，最後還是免不了要造成空氣污染的，因此有人說電動車只是把城市裡的空氣污染，轉移到郊區發電廠而已。台灣目前全力推動太陽能與風力發電，這是應該做的，只是核能電廠要除役，太陽能與風力發電只怕用來補上這個電力缺口都不夠，沒辦法多出來給電動車使用。

汽柴油車與火力發電廠最大的差別，在於對污染物的控制，汽柴油車滿街跑到處噴廢氣，只能使用觸媒轉化器進行處理，由於價格與體積的限制，無法對廢氣有效回收處理；而發電廠是將廢氣集中處理，可以使用更昂貴體積更大的工業設備對廢氣有效回收處理，污染的確變低，因此使用電動車一定會減少城市的空氣污染，再加上近年來電池從製造方式到回收技術都快速進步，發展電動車仍然是重要的選項之一。

氫能與燃料電池被視為終極環保能源但是困難重重

傳統電池直接使用化學反應產生能量，優點是能量轉換效率很高(80%以上)，但是充電需要比較長的時間；而使用燃料以內燃機(引擎)進行燃燒反應產生能量，優點是可以直接補充燃料，但是使用內燃機的能量轉換效率很低(30%以下)，科學家開始思考，有沒有一種方法同時具有「電池」與「燃料」的優點呢？於是燃料電池從此誕生了。

燃料電池和傳統電池的原理相同，都是將活性物質的化學能轉換成電能，但是傳統電池的電極本身是活性物質，會參與化學反應；而燃料電池的電極本身只是儲存容器而已，並不會參與化學反應(觸媒只用來引發化學反應)，必須將活性物質加入電池內，就好像我們的汽車補充燃料一樣，才能產生化學反應形成電能，是一種要補充燃料的電池，故稱為「燃料電池(Fuel cell)」。

儲氫技術價格偏高目前仍然無法擺脫石油

燃料電池使用氫氣與氧氣反應產生水，反應後排放的氮化物或硫化物極少，幾乎沒有任何污染，因此被視為終極環保的再生能源。但是燃料電池必須使用氫氣做為燃料。高壓儲氫技術如何把又大又重又危險的氫氣鋼瓶放在車上是個大問題；因此有國外公司開發出可以承受700大氣壓的航太複合材料儲氫瓶，可以取代氫氣鋼瓶，Toyota公司更在推出氫燃料電池車款Mirai，創下單次加滿氫氣可以行駛500公里的紀錄，已經是成功的商品了，那麼它的問題到底在那裡呢？

首先車上放了一個壓力這麼大的儲氫瓶是否安全是個問題，氫氣的來源則是更大的問題，大家都知道電解水可以產生氫氣與氧氣，問題是電解水產生氫氣的成本很高，而且這些電還是來自發電廠。為了降低成本，目前工業上主要是將碳氫化合物 (石油)以「 蒸氣重組」（Steam reforming）的方式分解生產氫氣，搞了半天還是要以石油做為原料，看起來人類要擺脫石油還真困難。

為什麼世界各國都訂定2030或2040年禁售汽柴油車？

很有趣的現象，世界各國都訂定2030或2040年全面禁售汽柴油車，為什麼是這個時間呢？主要還是覺得前面介紹的這些問題，包括充電站建置、電力基礎建設、新建大型發電廠，或是太陽能、風力發電等新能源開發，大約需要20年時間，因此選擇了這個時間點，問題是如果時間訂定了，卻沒有看到政府加蓋發電廠，那時間到了要怎麼辦呢？

不過各國政府爭先恐後這樣「宣誓」，還有一門不可言傳的心思，那就是老百姓對空氣污染已經忍無可忍，但是眼見要解決這個問題困難重重，宣誓「2040 年」禁售汽柴油車，等於是給老百姓一個交代，反正2040年是 20 年以後的事了，到時候站在台上的一定不是現在宣誓的這個人，這種只靠嘴巴說說就可以成功的「政績」，何樂而不為呢？

能源問題人人有責　不能把責任推給政府

經過前面的介紹，大家一定發現人類的能源問題沒有這麼簡單，政府該做的不只是靠嘴巴宣誓禁售汽柴油車，而是必須認真開始發展綠色能源。目前最大的問題在於：電價太便宜，造成使用者沒有節約用電的習慣，各種價格較高的「家庭能源管理系統」（HEMS：Home Energy Management System）乏人問津，電價如果真的大漲又會造成物價波動，受限於選舉與政治因素，要讓電價上漲也是困難重重，只能靠我們自己養成時時節約能源的習慣，才是最有效的方法。

責任編輯/周岐原

完整圖文內容請見：
https://www.storm.mg/article/3340151?mode=whole

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乘風而起【再生晶圓】產業
2020.12.14(一)
大家早，我是 LEO
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■ 什麼是正片、檔片、控片?
矽晶圓片在晶圓廠的應用，可區分為：一：正片，就是直接用於半導體加工，包括拋光片、外延片等，二：用於監控測試的矽片，包括控片、檔片(測試晶圓片)。
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晶圓廠隨時需要對製造設備的性能進行監控測試，維持穩定，確保最終的產品的良率，如果直接使用正片測試，成本太高，所以廠商會使用較便宜的無圖形矽片，這些用於測試和維持穩定的無圖形矽片就是「控片和檔片」。
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■ 控片分成兩種
「離線測試」：在正式生產之前，先用控片測試，來看機台設備調校是否符合生產標準。「線上測試」：是指控片和真正的產品一起進入生產線，透過控片最後的效果來判斷這一批生產是否符合標準。兩種測都是用來監控機台的製程能力是否穩定、生產環境是否潔凈。
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■ 檔片
主要作用是維持機台的穩定性，在爐管中，擋片用於對爐管內的氣流進行阻擋分層，使爐管內溫度均勻分佈，使氣流中的氣體與被加工的矽晶圓片平均受熱，發生化學及物理反應，沉澱或生長均勻的高質量薄膜。
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隨著晶圓廠製程不斷演進，生產過程中良率與精準度的要求越來越高，幾乎每道製程都需要使用檔控片，用量與需求有擴大的趨勢，在晶圓代工廠65奈米製程，每10片正片，需要耗用6片檔控片，28奈米以下製程，每10片正片需要15-20片檔控片，由此可知耗用量相當驚人。
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■ 再生晶圓
檔控片的來源，除了從「矽晶圓晶棒」兩側取品質較差處使用，主要就是重複回收再利用的檔控片，因為消耗量實在太大，如果每次都使用全新正片，成本太高，於是就有了「再生晶圓」這個產業。
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把用過的檔控片回收，經過化學浸泡， 物理研磨等方法，將檔控片表面因測試而產生的氧化膜、金屬顆粒殘留等去除，使重新具備測試和穩定機台穩定性的功能。
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一般來說，檔片通過研磨拋光，可重複循環使用5次左右；控片則視製程而定， 有些特殊製程的控片完全無法回收使用。
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通常再生晶圓的製程都是使用化學品，將晶圓表面的各種膜層腐蝕掉，會使用多種不同的化學品，洗完以後再對矽晶圓表面進行研磨拋光等處理，並確保表面乾乾淨淨，達到可重複使用標準。
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■ 產業龍頭
日本株式会社RS Technologies(4955.JP) 在1984年就進入這個產業，再來是中砂(1560)1997年，昇陽半(8028)1998年，辛耘(3583)2006年才正式進入再生晶圓產業，展望未來5G、車用、物聯網，對晶片龐大的需求，12吋晶圓先進製程需求大增，大家想想檔片、控片用量有多大，全球目前有138座12吋晶圓代工廠，每個月都大約有4,000至5,000片無法用傳統方式再生檔控片，整體市場規模龐大，更不用說聯電8吋晶圓代工供不應求，製程中會耗用多少檔控片！再生晶圓產業商機龐大！
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原本從事特殊氣體的晶呈科技(4768.興櫃)在今年2020年第四季開始跨入量產12吋再生晶圓，獨家專利氣態分解溶蝕技術，利用氣體分子更小，效果更強的特性，材料用量，僅傳統濕式化學品的百分之一，成本更低、更環保。
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■ 這幾家就壟斷市場
以2019年12吋再生晶圓市場來看，日本RS全球龍頭，每月產能40萬片，占全球33%，另外兩家日本公司，Hamada Heavy與Mimasu約占30%，中砂、辛耘、昇陽半約占30%，晶呈科技才剛剛起步，2020年第四季起月產能3萬片。
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以2019年資料來看，台灣月產能約60萬片，昇陽半月產能24萬片，台灣市場佔有率約40%；中砂月產能18萬片，市場佔有率約 30%；辛耘市場佔有率約20%左右。
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■ 商機龐大&正在漲價
根據SEMI的預測2021年全球8吋、12吋矽晶圓的市場需求將分別達到650萬片/月和680萬片/月,按照再生晶圓需求比例計算，2021年全球再生晶圓市場需求有望超過200萬片/月。
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目前12英寸的矽晶圓為每片100-120美元，再生晶圓每片30-40美元。隨著矽晶圓價格上漲，再生晶圓價格也呈現上漲趨勢。
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■ 台積電的好夥伴
昇陽半雖然成立時間晚，但市占率最高，主要客戶是台積電，除了做再生晶圓以外，晶圓薄化(降低導通電阻)，還有旗下持股71.51%的昇陽電池，研發鋰鐵電池100%台灣製造鋰電池芯與電池組，可應用於太陽能、風電發電，再生能源儲能系統，與台積電目前正在更換不斷電系統電池，用友善環境的「鋰鐵電池」全面取代鉛酸電池，預計2030年前將全面更換完畢。
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未來隨著AI、5G、自駕車、電動車…的發展， 下游晶片需求強勁，晶圓廠滿載供不應求，全球正在擴產12吋半導體廠，再生晶圓的市場一定只會越來越大，就看誰能搶到最多市占，抓住最多商機。
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