固態電池崛起，將成為撼動特斯拉龍頭地位的關鍵變數！

電池將是電動車革命的命脈，鋰電池製程污染大、安全風險高，取而代之的，可能是正在起步的固態電池，特斯拉龍頭地位，可能因此不保。

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台灣能源轉型進行式ing..... 【綠能科技聯合研發計畫】再生能源點亮創能、儲能應用大未來（05/18/2021 天下雜誌）

文: 台灣經濟研究院

創能技術開發著重提升綠色能源能量與降低成本

創能領域前瞻綠能技術開發配合發揮臺灣太陽光電與離岸風力等再生能源特色，透過提升電池模組效率趨動太陽光電成本下降，以及利用智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維，降低風場運維成本，以提升產業競爭力。

開發高效率、低成本、超輕量之太陽能電池技術

提升太陽能電池效率已刻不容緩，成功大學陳引幹教授團隊運用原子層沉積技術，沉積不同氧化物材料膜層於堆疊型太陽能電池中，以優化各膜層厚度、品質與材料純度等，進一步提升太陽能電池品質。中央大學許晉瑋教授與劉正毓教授團隊以軟性三五族太陽能電池收集室外光源，提供智慧模組(溫度感測器與藍芽)足夠電能回送電子訊號，朝向智慧模組「自我維持」前進。

在降低成本方面，大葉大學黃俊杰教授團隊利用非真空設備取代電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)、用原子層沉積設備(ALD)以及銅漿料取代銀漿料達成低成本射極鈍化及背電極(PERC)太陽能電池開發。成功大學張桂豪副研究員與李文熙教授團隊創新製程置換太陽能鋁電極，以低成本空氣燒結銅電極應用於高效率雙面太陽能電池，將有效降低太陽能電池成本支出，增加產業獲利能力。

隨著太陽光電產能市場逐漸飽和，相關企業轉型尋求高效率與超輕量太陽能模組，以無人機應用為例，臺灣大學藍崇文教授團隊替無人機縫製出可以吸收太陽光轉成電力的衣裝，賦予偵查、通訊等任務。臺灣大學林清富教授團隊開發適合於固定翼無人機之輕量太陽能模組的大面積(30x150 cm2)太陽光模擬器，於宜蘭大學城南校區建置可供太陽能無人機測試起降與飛行場域。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能源為一種乾淨、能量密度高、環保零汙染、應用廣泛與取得容易的新能源，仿生電池即是透過模仿植物光合作用，為既能製氫又能發電的多功能太陽能系統。清華大學嚴大任教授團隊開發氫氣光電催化的催化劑由鉑金轉換為更具有普及性且兼具效能的材料，透過電漿子結構來強化二硫化鉬與日光光場交互作用，增加光能轉化為氫能的效率。中央大學王冠文教授團隊則建置高效穩定低成本之雙效產氫產電系統，利用其太陽能轉換再生電力進行光電催化分解水產氫並儲存，達到能源永續發展之概念。

智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維

面對臺灣附近海域高溫、高濕、多颱風與地震頻繁的特有地理環境，以及海上嚴苛條件，成功大學林大惠教授團隊開發離岸觀測塔風向定向系統，可降低量測成本、提高觀測準確性與量測效率，有助於離岸風場開發之海事工程量測。臺灣大學蔡進發教授團隊著重開發離岸風場運維大數據智慧平台，提供數據及開發各種量測技術，達到風機早期診治、早期預防功效，以期降低運維成本。

儲能技術開發著重高效能、高安全、具經濟性以支持各種儲能應用

隨著電力系統快速發展，電力儲存設備的布建應隨之增加其靈活度，以確保間歇性再生能源的儲存整合，促進電力供應端和儲存之間高效率的轉換。而儲能領域當中，又以先進二次電池與先進氫能為基礎核心發展項目。

開發高能量與高安全之固態電池技術

為進一步提升儲能電池安全與效率，全固態鋰電池已經成為研發主流。研究方向多針對電池正極、負極、以及電解質創新材料與設計，進一步提升能量密度需求與提高電池系統的總體能量。

正極材料方面，大同大學林正裕教授團隊開發具可量產層狀富鋰錳基正極材料合成技術，同時透過離子摻雜技術穩定其正極材料之晶體結構、改善材料的離子導電度，進而提升其電池穩定性及電容量。

負極材料方面，清華大學杜正恭教授團隊採用太陽能板製成切削的廢料矽，將此進行高值化做成鋰電池的負極材料，並用交聯反應開發矽負極黏結劑，以共沉澱法、自身氧化還原法進行正極材料開發參雜改質，提升鋰離子電池的循環壽命和快速充放電的能力。交通大學陳智教授團隊利用電鍍雙晶銅箔作為矽基負極材料的基板，配合富鎳層狀氧化物正極構成鋰電池，提升鋰電池的整體能量密度，提供各項裝置或載具更好的續航力。

電解質材料方面，明志科技大學楊純誠教授團隊主要開發鋰鑭鋯氧氧化物固態電解質，並將其應用在NCM811陰極材料上，最終組裝成鈕釦型及軟包型電池。成功大學方冠榮教授團隊開發高緻密性鈣鈦礦、橄欖石、石榴子石結構氧化物及硫化物電解質，以及具獨特性金屬、非金屬中介層，有效降低固態電解質/電極介面阻抗。臺灣科技大學王復民教授團隊研發固態電解質具環保水溶性，有低成本與綠色製程之特性，且能有效改善固體接觸的介面問題，可製備成高容量、輕量化與高性能二次電池。臺灣大學鄭如忠教授團隊深入探討高分子固態電解質，藉由合成改質方式可提供具彈性的高分子，進一步利用後調整加入鋰鹽的種類及添加劑，使研發的高分子固態電解質更符合商用規格。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能可作為重要儲能技術研發之原因，乃因其最終可實踐潔淨能源，提供眾多行業(如化工、鋼鐵重工及長途運輸等行業)有效脫碳方法，降低碳排放量，改善空氣品質並加強能源安全。且相對其他儲能系統，氫能另一大優勢為其電轉氣儲能系統有儲存量大以及放電時間長的特性。

行政院原子能委員會核能研究所長久以來專注於氫能領域。張鈞量博士團隊開發大氣電漿噴塗製備金屬支撐型固態氧化物燃料電池之可量產技術驗證，可進行大面積(10╳10 cm2)金屬支撐型固態氧化物燃料電池片之生產；余慶聰副研究員團隊利用新型產氫技術結合二氧化碳捕獲技術，使用低成本觸媒生產95%以上的氫氣，省去複雜的純化處理，大幅降低氫氣製造門檻；李瑞益研究員團隊則是著重於開發固態氧化物燃料電池發電系統，可直接將燃料如氫氣、瓦斯或天然氣轉換為電力，並將餘熱回收再利用，具有高能源轉換效率。

燃料電池方面，中央大學李勝偉教授團隊開發中低溫操作的陶瓷電化學儲能電池，所使用的關鍵電解質材料可使操作溫度降到400-700℃區間，且開發關鍵電解質、氫氣電極與空氣電極材料性能與微結構設計，利用靜電紡絲技術製作空氣電極材料奈米纖維，並成功與電解質相互整合，可提升單電池性能14.1%。

儲存氫氣方面，清華大學陳燦耀副教授與曾繁根教授團隊選擇碳材料進行儲氫研究，以零模板水熱碳化法合成出奈米碳球，最後輔以奈米金屬修飾產生之氫溢流效應(Spillover Effect)，提升氫氣吸附效能。

製造氫氣方面，臺北科技大學鄭智成教授團隊致力研發低成本、高穩定度、高效率之中溫固態氧化物電解電池電極材料，另外開發新型氨氣裂解觸媒技術，大幅改善現有氨裂解觸媒反應速率過慢之缺點。中興大學楊錫杭教授團隊則開發非貴金屬觸媒應用於水電解觸媒，以降低裝置成本，並且研發陰離子交換膜和膜電極組，使效率能有效提升。臺灣大學謝宗霖教授團隊發展具突破性之太陽能電解水產氫技術，以低成本、易量產、高效率的鈣鈦礦─矽晶疊層太陽能電池進行電解水產氫，並達到具競爭力之太陽能轉氫能效率水準(10-15%)。而臺灣科技大學胡蒨傑教授研發適於氫氣分離的複合薄膜，藉由熱力學與動力學的基礎理論調控薄膜成膜機制，開發高孔隙度且結構穩定的基材膜，結合優異特性的基材膜及選擇層。

綠色能量持續擴散，協助臺灣繼續邁進成為「亞洲綠能發展中心」

科技部「綠能科技聯合研發計畫」藉由學研界前瞻創新研發能量，推動新能源及再生能源之科技創新，進一步擴大產學研界連結之效益，積極延續科研成果落實產業應用，以期為我國綠能產業布建機會，並協助政府達成能源轉型，且透過綠能科技發展躍身國際舞台。

完整內容請見：
https://www.cw.com.tw/article/5114845

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Joe：「中國積極的在開發半導體產業，實質效果不知道有多少，但整個產業鏈中，急著先分錢的廠商肯定不少。」

美中關係不斷惡化，美國制裁當頭，中國北京當局把半導體供應鏈去美化，當成「國家緊急狀態」(national emergency)事件處理。中國廠商全面檢討供應鏈，據傳已經形成默契，晶圓廠的生產設備至少3成需向本土業者採購。這替中國晶片設備商和材料業者，帶來了千載難逢的商機，以記憶體大廠長江存儲而言，該公司在中國北京指引下，積極檢討供應鏈，要用本土業者或非美國業者取而代之，該公司找來800名全職員工，一天三班檢視製程，從生產設備、化學品，到設備裡的螺絲、螺帽等無所不包，此一行動已經進行兩年，至今尚未結束。

中國力推晶圓本土化生產，為當地的晶片商和晶片供應商創造了「一生一次」(opportunity of a lifetime)的商機。除了政府撒錢補助半導體業之外，中國科技巨擘小米、Oppo、聯想等也幾乎肯定會向國內廠商下單。中國晶片業高層表示：「雖然沒有白紙黑字的公開告示或是官方通知，但是業界所有人都有共識，如果要建新晶圓廠或擴增半導體產線，至少3成生產工具必須來自本土業者」。

如今美國晶片業的所有龍頭廠商在中國都有分身，這些業者積極卡位，要取代美商在中國晶片業的地位。舉例而言，長江存儲的做法和策略和美國記憶體大廠美光(Micron)極為神似。北方華創是美國晶片設備大廠應用材料(Applied Materials)的翻版，中方希望北方華創未來能挑戰應材的地位。中微(AMEC)是中國版的科林研發(Lam Research)，專門生產蝕刻設備。華海清科生產化學機械平坦化(CMP)設備，要動搖應材在此一科技的獨霸地位。

中國晶圓廠狂下單，讓當地設備廠和材料廠的業績爆表。鋰離子注入機製造商凱世通高層表示：「我們不只2021年產能滿載，需要擴產...許多同業的產能也全滿」。中國晶片設備龍頭北方華創，2020年獲利破新高，年增73%之多。另外，儘管中微在2020年下半遭列美國黑名單，該公司的年度盈餘仍刷新歷史紀錄，中國當局為了抗衡美國的科技追殺令，未來六年將砸1.4兆美元發展半導體。政府滿天撒錢，以空前力道扶植晶片業，導致騙補猖獗，根本不了解晶片的公司，也搖身一變成了半導體商，只為領取龐大的補助金。

2020年前9個月，超過1.3萬家中國企業登記為半導體商。光在9月份，半導體廠商的登記家數就增加30%。這些新晶片商，許多在半導體方面毫無經驗。有的是海鮮業者、有的是汽車零件商。大連晨鑫原本從事海鮮銷售，後來轉型線上博弈，2020年5月又趕搭半導體熱，擬砸人幣2.3億元，買進上海一家半導體商的51%股權，美國與中國科技戰持續延燒，在美國強力圍堵下，可能延緩中國半導體產業發展；不過，中國仍將朝半導體自主化邁進，半導體業者認為，這對台灣廠商長期發展是隱憂。

工研院產科國際所研究總監楊瑞臨認為，美國半導體產業無論是短期或長期發展，去中化的戰略思維都不會改變，將會建構一個與中國脫鉤的半導體產業鏈，並持續不斷拖延中國半導體自主化的發展，台灣半導體廠高層說，美國對中國的政策是「川普規拜登隨」，雖然中國在半導體設備方面並沒有經驗，不過，在基本材料領域並不差，在美國施壓情況下，可能刺激中國加大政策扶植力道，目前中國半導體產業還不是台灣的對手，尤其是半導體製造業，業者表示，中國人才很多，又有政策加持，不排除可能拉近與台灣的差距，甚至追上台灣，對台灣半導體產業長期發展是一大隱憂。

半導體微影設備廠艾司摩爾（ASML）總裁暨執行長Peter Wennink提出警訊，在缺乏外國技術支援，中國要建立自己的半導體設備和技術需要很長時間，一旦成功打造半導體產業，外國企業將被擋在全球最大的晶片市場之一的外面，失去大量工作機會與收入。

波士頓顧問公司認為，地緣政治摩擦與中國政策追求半導體價值鏈的自給自足是全球半導體供應鏈的潛在風險，預期中國若提升半導體自給率恐對整體半導體供需造成衝擊，台灣廠商過去在美、中兩邊通吃的模式將不再適用，未來將很難兩邊討好，營運模式應靈活調整，投資也要更加謹慎，為地緣政治的風險做好準備，並加強人才發展和基礎研究。

業者表示，台灣廠商應投入更多研發經費，專注研發，繼續往更高價值前進，建立新門檻，才能拉開與追逐者的距離。

歐洲聯盟計畫，在原物料、原料藥和半導體等6個戰略領域，減少對中國及其他外國供應商的依賴，歐盟概述了任務的急迫性，並稱用於敏感生態系統的137種產品中，約有一半依賴中國的供應，這些產品主要是原物料、藥物和其他對歐盟環保與數位目標至關重要的其他產品，疫情導致供應鏈出現瓶頸後，因此有了這份更新版產業策略計畫，歐洲聯盟執行委員會（European Commission）計劃對原物料、電池、原料藥、氫能源、半導體以及雲端和邊緣運算技術進行深入評估，並採取相應措施。

歐洲聯盟執行委員會副主席Margrethe Vestager表示：「今天公布的更新版產業策略是關於在擺脫冠狀病毒危機邁向復甦的背景下，確保我們的產業具有推動數位和綠色經濟轉型的能力，同時也確保我們產業的競爭力。」

歐盟的措施可能包括「在可能情況下，依賴不同貿易夥伴實現供需多樣化，但也在必要時進行自動儲備和自主行動」，為了減少進口依賴，歐盟國家可為歐洲共同利益重要項目（Important Projects of Common European Interest, IPCEI）在下一代雲端、氫、低碳產業、製藥和尖端半導體方面匯集資源，IPCEI將允許歐盟各國政府在更寬鬆國家援助規則下挹注資金，並允許企業在整個項目中進行合作，範圍涵蓋從設計到生產到下游應用。

https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202105050379.aspx
https://www.moneydj.com/kmdj/news/newsviewer.aspx?a=b2484a95-9346-42a1-ad3d-37ac144ba82a&c=MB010000&fbclid=IwAR0p7n48LCZnlPKdI9dZDiJBaQAT3jgsvq22c8OKjI4FBNwQiMJJdJ5dSfs
https://technews.tw/2021/04/25/china-chases-semiconductor-self-sufficiency/