決定台灣未來的SiC、GaN
2021/1/11(一)大家早，我是 LEO
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■ 什麼是SiC 及GaN
碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）現在全世界矚目的焦點，全新的第三代半導體材料，相較於第一代半導體材料的矽（Si）、第二代半導體材料的砷化鎵（GaAs）相比，承受更高電壓，電流更快通過，具有低耗能等優點，兩者都被稱為未來半導體界的明日之星。
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也許有些人還不知道什麼是半導體，一般的材料導電或不導電(絕緣)分成導體與非導體(絕緣體)，半導體它厲害的地方在於，將它施加電壓時就會導電、不施加電壓時就會絕緣-不導電，導電與否的能力就是由材料的傳導性質所決定，光是這個發現就得了一個物理諾貝爾獎。
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碳化矽、氮化鎵兩者都是未來半導體的關鍵材料，節能減碳的趨勢，各種未來的新興產業，快速充電、車用LiDAR、資料中心、無線充電、電動車、太陽能發電、直流電網、充電樁…等應用都需要高轉換效率的功率半導體。
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■ 寬能隙半導體
為什麼碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）被稱為「寬能隙半導體」，因為它的能隙是Si的三倍多，崩潰電場是Si十倍多，能隙(bandgap)決定了半導體的崩潰電場，就是能承受住多大的電壓，能隙越寬，越能耐高電壓、高電流、高能源轉換效率，矽的能隙寬約是1.17 eV，SiC的能隙寬為3.26 eV，GaN的為3.5eV。
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兩者相比氮化鎵能隙更寬，電子遷移率更高，但熱導率卻更低，耐輻射性能也更優異，被認為更有機會實現低導通電阻、高開關速度的材料。
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■ 全世界競相押寶發展
日本是全球第一個研發氮化鎵的國家，去年10月日本經濟產業省傳出全力發展氮化鎵，5年內撥款90兆日圓 (約25.2兆台幣)，動用國家隊力量，資助研發氮化鎵的大學與企業。
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但是，目前碳化矽發展比氮化鎵更成熟，市場研究機構Yole Developpement估計，到2025年SiC元件市場營收將佔據整體電力電子市場的10%以上，同時GaN元件的營收比例則會超過2%。
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SiC元件的知名供應商包括意法半導體(ST)、Cree/Wolfspeed、羅姆(Rohm)、英飛凌(Infineon)、安森美(OnSemi)以及三菱(Mitsubishi Electric)，GaN元件的主要供應商，包括PI (Power Integrations)與英飛凌，還有新創公司Navitas Semiconductor、Efficient Power Conversion (EPC)、GaN Systems與Transphorm。
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■ 領頭羊科銳Cree的決心
目前全球SiC龍頭Cree美商科銳，過去30年原本是 LED的領導廠商，全球排名第三，2018年起轉型發展第三代半導體碳化矽材料，並出售LED賺錢業務，下定決心，立志在成為碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)元件領域的強權，2018年EPS -2.81元，2019年 -3.62元，2020年 -1.78元，跨入SiC後大量資本資出，甚至虧損累累，但是最近一年卻飆漲 137%，股價更飆上121.67美元，創歷史新高。
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由此可見市場現在高度期待的是未來電動車、5G、軌道交通、電網、太陽能的廣泛應用，甚至有朝一日全面取代矽基半導體，試想虧錢就飆成這樣，如果開始獲利，股價可能會漲到外太空。
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目前SiC元件最成功的市場領域在電動/混合動力車市場，GaN元件應用於高階智慧型手機的快速充電應用，將成為未來五年的成長主力，Tesla Model 3就採用意法半導體(STM)的SiC半導體模組。
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■ 台灣半導體射月計畫
不管是日本、美國、歐洲、甚至中國都全力發展第三代半導體材料並列入145計畫，除了電動車、節能應用，SiC跟國防、航太有都關係，Si元件工作溫度上限是攝氏100度，SiC可以到200度，特殊設計可以到300度。
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SiC抗輻射，可應用在核電廠，NASA也應用在太空科技上，這種技術國外不可能轉給台灣，政府要求工研院投入研發，成功後把技術和人才完全移轉給漢磊與嘉晶，因為當時只有他們率先投入，這就是台灣的半導體射月計畫。
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■ 漢磊、嘉晶佈局最早
經過8年多的耕耘、著墨最深，領先其他廠商，嘉晶(3016)是國內唯一有能力量產4吋、6吋碳化矽磊晶及6吋氮化鎵磊晶的公司，擁有磊晶專利技術，品質也獲得國際IDM大廠認可。6吋碳化矽晶圓已在試產階段，客戶端電動車需求最大，只要通過驗證，就開始出貨、貢獻營收。
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漢磊(3707)，它的650伏特高壓氮化鎵已經通過電動車的車用標準認證，並且開始逐漸導入，吸引國外與台灣多家電動車相關業者洽談合作，未來電動車對SiC、GaN有很高的需求，就連環球晶董座徐秀蘭也表示：估計未來十年內第三代半導體，複合成長率不會輸給現有矽晶圓。
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國際IDM大廠英飛凌、瑞薩、意法半導體，車用營收占比明顯攀升，禁售其柴油車的趨勢就在眼前，國際IDM廠庫存降低，委外代工將更為明顯，甚至漲價，營運動能一路旺至今年上半年，漢磊及嘉晶將優先受惠！
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此外，中美晶（5483）投資35億元，入主砷化鎵晶圓代工廠宏捷科（8086），投入氮化鎵的製程開發，期望能達成互補效應，發展潛力也值得關注。
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「好野要分享系列」話說小編都係一個figure既玩家，見到呢個香港人出嘅無線供電板就覺得要share俾其他有玩figure嘅人!

Tritone Ash Base & Cell 是一套嶄新的無線供電系統，以完美解決傳統電芯帶來的問題。只需將對應電芯型號的Cell接收器代替電芯安裝在1:6玩偶內，即能配合Base底座實現無線供電。

http://kck.st/2M33Y95

創作團隊本身亦是Hottoys 1:6玩偶的狂熱玩家，深深體會到更換電芯的困難與麻煩。使用Cell接收器代替電芯，既可減少製造廢棄電芯，亦能防止電芯生銹或內容物洩漏引致玩偶損壞的問題出現，更可以免卻重覆更換電芯的麻煩，絕對是一舉多得！

Base底座會提供一個立體無線供電空間，只要將裝有接收器的玩偶放置於空間內即可供電，因此一個底座可以容納複數的1:6玩偶。（但不建議超過3隻）

底座Base組成的供電立體空間範圍內是存在著電壓差異的。（可理解為某些位置接收稍弱）因此Tritone無線供電系統的接收器提供的電壓值是浮動的，但會控制在3.0V - 4.5V範圍內。

三顆全新的LR電池能提供4.5V電壓值，然後會隨電量減弱。而經過我們反覆測試，3V仍然能提供理想的亮度。

玩偶組件內本身已裝有電阻元件，因此在接收器3.0V-4.5V的電壓下，工作電流值是對LED元件安全的。

Base底座變壓器可適應國際電壓100-240V轉換為24V, 工作電流因應接收器數量與位置浮動。

P.s.

Cell接收器目前只援的電芯型號：

3顆LR521 = 1顆 Cell56

3顆LR621 = 1顆 Cell56

3顆LR41 = 1顆 Cell49

3顆LR936 = 1顆 Cell49

已能覆蓋巿面大部分1:6玩偶

往後亦會陸續支援更多電芯型號

務求能應付整個巿場需要

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Q1:110V轉換220V的優勢在哪裡?
A1:1.大功率電器，線電流可減少一半，減少因較大線電流於開關/屋內配線/插座/插頭所產生的損失。2.幫助平衡家中兩組火線的電流消耗，避免電流集中在單一組火線上。3.交換式電源等部分電器，使用220V時轉換效率會比使用110V時稍微高一點。

Q2:110V轉換220V的劣勢在哪裡?
A2:1.住宅配線需要重新檢視及布線(多拉一條火線至各燈與插座)。2.開關需換成雙刀形式，同時切斷兩條火線，增加配線數量(目前110V只需要配置單刀開關切斷火線通路)。3.需要完善電源/設備接地，使發生漏電時造成的危害降到最低。4.需要更換成220V電器

Q3:轉換成220V是否更容易電線走火?
A3:電線走火主要都是電流超額絕緣皮受熱熔化或是因絕緣皮破損，內部導體短路同時加速線路及周遭可燃物體燃燒，所以跟所乘載電壓沒有絕對關聯。舉個例子，電腦電源輸出低電壓，但如果輸出電流超過線路可承受的值，一樣會整條線冒煙，導體發紅，直到斷電或燒斷為止

Q4:轉換成220V，哪些電器需要更動?
A4:目前常見家電中，就純電阻電熱類電器，傳統感應/串激馬達旋轉電器，傳統安定器日光燈，鎢絲燈泡等需要更換，其他電器大多小修改就可變成220V或是已經採通用電壓(例如採用交換式電源供電裝置，如充電器/電腦產品/液晶電視等)

Q5:轉換成220V，會不會更容易電死人?
A5:電死人的是電流，而非電壓，但流過人體的電流會受到電壓與當時人體的等效電阻所影響，電壓提高，同樣電阻下電流變大，電阻變小(身體/手腳有水或是潮濕環境)，同樣電壓下電流變大，台灣家用單相三線式為兩條火線與一條中性線組成，任一火線對中性線為110V，兩條火線為220V，所以假如人體觸摸到其中一條火線，對地電壓差都是110V，但如果同時碰到兩條火線，就會有220V的電壓差，這時觸電危險性就會大增

Q6:為何家用交流電會導致電死人的狀況?
A6:因為市電能提供相當充足的來源，可視為一個很大的電源，若人體觸電，除非切斷電源或人體脫離帶電物體，使電流迴路中斷，則流過人體的電流不會停止，對人體也持續產生傷害，所以說假使觸電時人手因肌肉收縮導致緊抓電源不放，就會非常危險，電流長時間流過心臟，將影響竇房結(節律點)產生自主心律，心臟也因電流失控產生纖維性震顫，心臟不正常收縮，就會因血液循環停止導致腦部及其他組織缺氧而死亡
另外當流過身體的電流達到一定值，電流經人體電阻所產生的發熱量也會傷害人體組織(P=I*I*R)，尤其是脆弱的腦部及器官

Q7:電蚊拍電壓也很高，但為何不會馬上電死人?
A7:因電蚊拍產生的高壓是經由振盪電路及倍壓電路，將電壓逐漸累積在內部儲能高壓電容器上，儲能高壓電容器本身只能攜帶固定的能量，當人體碰到，電容內部儲存的能量的確會造成麻痛感，但當電容內能量釋放完後，流過人體的電流就會停止，麻痛感消失，這時即使持續通電讓內部振盪及倍壓電路，因為加上人體阻抗後高壓電容就會慢慢釋放其累積的能量(當成放電電阻)，所以不會對人體造成如初次接觸般明顯的麻痛感，但如果電路的升壓功率較高，或是使用較大可儲存更多能量的高壓電容(例如捕蚊燈)，就可能在高壓電容放電中對心臟等其他地方造成影響

醫療用心臟電擊器，也是屬於電容儲能釋放的應用，實施電擊前要經過一定的電量儲存時間(充電時間)，才能達到指定的焦耳值(能量)，加上將兩個電極安裝在正確的位置(離心尖最近的電流通路)，經由一次放電將電能量集中在心臟上以提高電擊效果

以上

10萬個為甚麼 —點解雀仔可以企電纜又唔觸電 唔通雙腳係絕緣體？ 其實視乎點樣企 #專題－果籽 Apple Daily
你經過郊區，見到高壓電纜上有時會有五六隻雀鳥圍爐取暖，你有沒有思考過雀鳥為何不會觸電呢？

大部份人都有一個誤解，認為雀鳥的腳是絕緣體（Insulator），令他們免於觸電。絕緣體其實是一個相對的概念，隨着電壓電流等變數改變之下，不同媒介（Medium）是否絕緣亦會有所不同。例如空氣於低電壓（Voltage）的環境下，普遍是絕緣的，但在閃電等極高電壓的情況，空氣亦都會成為導電體，所以雀鳥不會觸電，並非因為牠們的腳是絕緣體，真正影響着雀鳥會否被電力燒熟，其實取決於電流、電勢和電阻這三大因素。

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