美管制3奈米EDA出口,中國先進製程恐受阻,台企超前部署「第四代半導體」劍指元宇宙

美管制3奈米EDA出口,中國先進製程恐受阻,台企超前部署「第四代半導體」劍指元宇宙
半導體晶片示意圖。Photo Credit: iStock

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美中科技戰再擴大,美國商務部(USDC)近日起開始管制「第4代半導體」和開發3奈米以下的EDA軟體藉此制衡北京,而台灣企業超前部署研發第4代半導體劍指「元宇宙」商機。

美中貿易戰再擴大,美國商務部(USDC)近日起開始管制先進半導體技術出口,包含「第四代半導體」之稱的氧化鎵(Ga2O3)和開發3奈米以下的EDA軟體(電子自動化設計驗證晶片的軟體)。而台企超前部署研發「第四代半導體」,劍指元宇宙商機。

半導體材料目前已經歷三個階段,分別是第一代半導體的矽(Si)、鍺(Ge);第二代的砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP),以及第三代的碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)。目前正積極往第四代半導體邁進。

根據《經濟日報》分析,台灣以力積電、閎康是「唯二」超前部署「第四代半導體業者」,其中力積電鎖定元宇宙相關應用,腳步比台積電還快。為了科技戰中取得優勢,美國商務部產業安全局(BIS)先行,將第四代半導體相關材料與技術列入出口管制,避免軍工航太領域材料技術遭中國竊用。

報導稱,力積電攜手日本夥伴,主攻「第四代氧化物半導體材料IGZO(氧化銦鎵鋅)」,類材料的特性是對光、水以及氧都相當敏感,未來將廣泛應用於AR/VR等相關產品。

力積電說,目前IGZO技術已具備生產解析度超過5000ppi元宇宙顯示驅動晶片的能量。它進一步表示,未來解析度提高至超過5000ppi,大幅優於現今最佳的2000ppi,還具備低功耗特性,這一切均符合虛擬世界的應用。

中國手握第三代半導體技術,大力發展電動車

雖然半導體材料以「數字」作為區分,但別沒有後代優於前代的說法,只是代表了人類產業轉變下所需材料之不同。

例如,第一代矽主要應用在CPU、GPU、記憶體等邏輯元件,意味集成電路(IC)也就是「電腦時代」來臨;第二代半導體則是聚焦在衛星、GPS、光電(LED、雷射)等功率和通信設備,象徵著移動通信時代來臨;第三代目光放在5G快速通訊、快速充、相關電工車零件等。

中國掌握第三代半導體技術,是受到官方積極扶持的結果。工研院材料與化工研究所經理劉子瑜表示,第三代半導體的碳化矽具有高功率、熱穩定的特性,此外成本低廉、減輕重量,還可以節省空間是加速中國汽車產業邁向電動化轉型的關鍵。

汎銓科技技術長陳榮欽表示,第三代半導體的製程技術並不需要第一、二代半導體先進製程,只需要採用成熟製程就可以生產,這使得中國技術上不用仰賴歐美台。

根據「第三代半導體產業發展報告2020」白皮書資料顯示,中國業者包括中芯國際、韋爾股份、卓勝微、天科合達、同光晶體、泰科天潤、三安光電、英諾賽科等紛紛進擴產,近年企圖再擴大全球的市佔率,還稱會以此為跳板進攻先進製程。

美國管制開發3奈米以下的EDA軟體出口

為了防範中國持續深化晶圓製造實力。近日美國商務部再宣布管制開發3奈米以下的EDA軟體出口,包含GAAFET架構的半導體電子設計自動化(EDA)軟體,還有可耐高溫電壓的半導體材料氧化鎵(Ga2O3)和金剛石,以及渦輪發動機的壓力增益燃燒技術(PGC)。

不過資深投資人黃伯堃強調,3奈米等先進製程和目前第三代半導體的關聯較少,第三代半導體是因為電動車而生,大多是成熟製程也就是28奈米、16奈米等製程。雖然歐美截斷了中國製造高速運算設備的能力,但是在電動車產業上北京仍有相當大的空間,未來也可能以電動車產業為籌碼,交換更多不同技術。

他還說,若歐美真的要對中國的電動車產業造成打擊,必須禁止「成熟製程設備」到中國,但是這是「七傷拳」,因為車用晶片短缺,可能打擊到美國企業特斯拉(Tesla)以及其下供應鏈,甚至還會重演過去的「晶片荒」屆時全球汽車產業都會受害。

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核稿編輯:翁世航


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台美減碳有「共同國家策略」!專家看好低碳汽油合作

台美減碳有「共同國家策略」!專家看好低碳汽油合作
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會

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財團法人環境與發展基金會攜手美國穀物協會舉辦「全球推動低碳汽油融入淨零碳排趨勢系列座談」,邀請台美專家共同與談,專家表示,低碳汽油減碳成效佳,已助力全球60餘國的運輸減碳,台灣應將低碳汽油納入2050淨零碳排國家戰略,加速運輸部門邁向零碳。

財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會日前舉辦「全球推動低碳汽油融入淨零碳排趨勢系列座談」,包括美國在台協會、行政院能源減碳辦公室、經濟部、環保署、台灣中油、台塑石化以及國內外專家共同與會,針對台灣導入低碳汽油,加速運輸部門邁向零碳進行討論。環境與發展基金會蔡俊鴻董事長表示,低碳汽油已在超過60個國家普遍採用,導入低碳汽油對於運輸部門有立即的減碳效果。台灣2050淨零碳排轉型是整體性的國家戰略,任何助於減碳的策略都應被討論,重點在於國家是否真的有減碳的決心。

圖一:合照
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
全球推動低碳汽油融入淨零碳排趨勢座談,共同探討可行的減碳方針與策略。來賓自左起為:台榮周忠平副理、台塑石化李後昆處長、台灣綜合研究院柯亮群所長、經濟部工業局潘建成組長、行政院能源及減碳辦公室黃錦明科長、臺灣師範大學葉欣誠教授、美國在台協會(AIT)王睿珂(Erich Kuss)組長、美國穀物協會盧智卿駐台代表、環境與發展基金會蔡俊鴻董事長、環保署氣候變遷辦公室蔡玲儀主任、循環台灣基金會黃育徵董事長、經濟部能源局蔡秀芬組長、中油王淑麗組長、中華氣候變遷暨農業發展學會張學義委員、台塑洪宗益協理。

全球正面臨氣候變遷與能源轉型的重大挑戰,亟需有效且可行的減碳方法。美國在台協會王睿珂組長致詞時表示,台灣與美國都有邁向淨零碳排的目標。美國是全球推動低碳汽油的先驅,美國長年採用低碳汽油作為解決溫室氣體排放的策略之一,不僅減碳效果立竿見影,更提供消費者減碳的選擇。台美是重要的能源戰略合作夥伴,盼透過此次座談交流,促使雙方在減碳路上更進一步合作,實現淨零碳排的願景。

圖二:AIT農業組組長
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
美國在台協會農業組組長王睿珂表示,台美是能源合作戰略夥伴,盼能加強交流、合作實現淨零碳排的願景。

環保署氣候變遷辦公室蔡玲儀主任強調,台灣正在研擬2050淨零路徑規劃,總共12項關鍵戰略,其中也包括運具邁向無碳化。確實政策推動不可能一次到位,一定是從低碳逐漸邁向無碳,機車就是很好的例子。台灣運輸部門的主要排放源是汽車和機車1400萬輛,目前環保署鼓勵淘汰老舊機車,也有助於減碳。低碳汽油在世界各國早已廣泛運用,最重要的是如何進行社會影響面評估,做好公眾溝通,讓民眾能夠接受。此次座談針對技術面、產業面問題都有探討,相信資料彙整後對運輸部門如何減碳有更多的幫助。

圖三:環保署蔡玲儀主任
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
環保署氣候變遷辦公室蔡玲儀主任表示2050淨零目標無法一次到位,轉型過程一定是從低碳到無碳。

美國穀物協會乙醇技術顧問Rowena Torres-Ordonez以美國推動低碳汽油基礎設施以及車輛適用性評估進行專題演講分享。她表示,美國推動低碳汽油已有近半世紀的歷史,從歷年的統計數據來看,汽車兼容E10低碳汽油已不是問題,所有廠牌汽車皆可直接使用。尤其低碳汽油具有親水性的問題,美國已經建立完善的指導原則和知識體系,透過核心技術將乙醇和水相分離(phase separation),以穩定油品的品質,確保低碳汽油輸配系統全程保持乾燥。例如每個配送點都會檢測含水量,避免水干擾問題,而對比過去E3低碳汽油,E10低碳汽油對水份的抵抗能力更強,並不會影響到行車安全。Rowena更進一步表示,減碳、低污染必須倚靠多元策略並進。低碳汽油非常容易推動,唯一要做的就只是替換原本的汽油,對於民眾、社會不易造成影響,卻能立即減碳。Rowena強調「假設 2040 是淨零碳排階段目標,那我們該如何思考從現在過渡到2040?低碳汽油與電動車策略完全不衝突,可以同時共進」。

國立臺灣師範大學永續管理與環境教育研究所葉欣誠教授認為,在社會公正轉型的基礎上,低碳汽油在技術上絕對是解決氣候變遷的可行解方。曾有民調指出,許多民眾認為電動車是高價產品,負擔不起,導致短時間內電動車無法普及。淨零轉型的過程必須特別注重社會階級的公平、公正,若能直接從傳統燃油的成分調整達到減碳效果,是相當務實的做法。另一方面,從實務上來看,電動車所需的電力仍有八成以上倚靠火力發電,因此運具全面電動化並非淨零碳排的終點。況且,能源選項的多元化,其實是對台灣能源安全的保障。葉欣誠教授強調,關鍵還是在於政策推動的決心,尤其政府單位應由誰主責,低碳汽油的推動涉及行政院能源減碳辦公室、環保署、經濟部、交通部等多個單位,必須有明確的任務賦予。

圖四:葉欣誠教授
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
台灣師範大學永續管理與環境教育研究所葉欣誠教授認為電動車短時間內無法普及、且電力碳排仍高,應該從務實角度思考導入低碳汽油。

台塑石化股份有限公司洪宗益協理表示,只要政府政策明確,推動E10低碳汽油在技術上不是問題,若能循序漸進推動轉型,配合誘因機制和輔導,消費者應該可以接受低碳汽油,畢竟電動車政策無法一步到位。公正轉型絕對是減碳過程中必須關注的環節,尤其年輕世代,機車擔任主要的短程工具,更是經濟弱勢族群的移動需求核心,如何讓他們也能參與減碳是政府必須思考的。這也帶出一個思考的出發點,減碳轉型究竟只能從購買運具更換的思維出發,還是可以讓既有交通運具也能扮演減碳的角色?

中華氣候變遷暨農業發展學會張學義委員表示,社會對於低碳汽油的原料一直有所誤解,目前仍有人認為能源作物可能與糧食相互競爭。事實上全球農作物生產效能歷經數次突破性成長,其產能用於供應生質燃料的比例不到5%,影響微乎其微,燃料會與糧食競爭的說法早已是過去式,這點政府有責任廣為宣導。低碳汽油能直接達到減碳、減少空污的效果,包括美國在內的先進國家已經提供很多極好的導入經驗,油品問題無須擔憂,只是過往E3低碳汽油效果有限,E10的效益相對顯著。張學義委員補充,台灣電力供應源的轉換各界都有疑慮,思維不應綁在運具轉換,而是整體上如何導入乾淨能源。

台灣綜合研究院柯亮群所長指出,從策略規劃的角度,所有有助減碳之選項都應納入思考範圍。資料顯示低碳汽油生產的碳強度在持續下降,若要驗證所使用的原料是否永續,可以參考德國生質能源料源之永續性認證制度、或歐盟永續性生質燃料標準。若從整個生命週期證實是有減碳效益,對未來社會大眾推廣也有幫助。其次,淨零碳排轉型的過程,公正轉型絕對是重要議題。尤其台灣具有大量機車的社會特殊性,其代表轉型的背後,受影響的不只是燃油車廠商,更包括不一定有能力轉換電動運具的一般民眾。建議政府可盤點目前低碳汽油適用機車類型,以明確低碳汽油在轉型過程中可帶來之「公正」社會效益。

循環台灣基金會黃育徵董事長則表示,淨零碳排必須是跨國、跨產業的合作行動,才可能共解氣候危機,這不是單純的貿易關係。樂見台美能源戰略夥伴有更緊密的合作。黃育徵也補充,要達成淨零碳排目標,整個社會都必須思考新經濟模式,非僅有供給端的改變,更需要考量需求端的槓桿角色。民眾必須有意識的改變自己邁向淨零生活,才能帶動淨零生產。

行政院能源及減碳辦公室黃錦明科長表示,不論是從消費端推動低碳汽油、或從產業端推動電動車,同樣都可以協助運輸部門減碳,對運輸部門達成2050淨零排放的階段減碳目標有很大幫助。目前應優先評估是否納入國家淨零碳排減碳戰略中,確定納入國家政策推動方向後,再由主政部門規劃具體推動作法與分工,較為可行。黃錦明科長認為,導入低碳汽油最重要的是相關標準的訂定,可由公協會依照市場需求提出E10低碳汽油的油品標準,提供給標檢局審查,同時參考國際經驗建立相關的標準作業程序,減少運輸、摻配、貯存過程中可能讓汽油變質的問題。建議系列座談未來可更務實討論,包括交通部公路總局、經濟部國營事業委員會、經濟部標準檢驗局、汽機車相關公協會都應參與討論。

在車輛適用性的問題上,國際上雖然已有相當豐富的證實研究,美國再生能源協會(RFA)也在全球七國進行研究,機車也能直接使用低碳汽油,經濟部永續發展組潘建成科長仍建議,若要增加對民眾的信心,應要有本土科學數據的研究,才能夠提高民眾的信任。經濟部能源局蔡秀芬組長也表示,品牌車廠角色也可加入討論,讓原廠能夠向車主說明低碳汽油的適用性,民眾的疑慮也會降低。

圖五:蔡俊鴻董事長_and_盧智卿駐台代表
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
財團法人環境與發展基金會董事長蔡俊鴻、美國穀物協會駐台代表盧智卿表示,低碳汽油已為全球超過60個國家帶來相當可觀的減碳效益,盼與政府共同合作台美淨零碳排行動。

美國穀物協會盧智卿駐台代表結語時表示,低碳汽油已為全球超過60個國家帶來相當可觀的減碳效益,甚至帶動農業的升級轉型。美國十分願意與台灣政府、民間共同努力,將成功的經驗、技術專業等資訊與大眾進行交流,與台灣政府一同達成2050淨零碳排目標。


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