中山大學6吋碳化矽單晶突破將技轉 關鍵技術設備MIT

第三代半導體材料碳化矽 (SiC) 晶體被視為重要戰略物資，是發展電動車、6G 通訊、國防、航太、綠能的關鍵材料。中山大學晶體研究中心創全國學研單位之先，成功生長 6 吋導電型 (n-type)4H 碳化矽單晶，所有關鍵技術與設備設計、組裝全都 MIT，不仰賴國外廠商，晶體生長速度更快且具重複性，將透過技轉助攻台灣產業升級，強化市場競爭力。

中山大學材料與光電科學學系教授兼國際長周明奇指出，台灣半導體產業獨步全球，居全球之冠，但在推進高功率元件、電動車及低軌衛星等先進應用的過程，卻缺乏成熟的第三代半導體材料碳化矽的晶體生長技術，發展受到限制。

周明奇表示，中山大學團隊已取得碳化矽晶體生長關鍵突破，將進一步透過技轉，為台廠補足半導體產業鏈最尖端的戰略 know-how，第一階段將會技轉至長期產學合作的企業，善用研發成果助攻產業升級。

碳化矽在高電壓和高功率的表現優異，且散熱性佳，但製作困難，晶體生長的技術門檻高，需大量時間及經驗。周明奇說，晶體研究中心已成功長出 6 吋導電型 N-type 4H 碳化矽 SiC 單晶，中心厚度為 19mm，邊緣約為 14mm，生長速度達 370um／hr，國內尚無其他研究單位或大學能做得到，代表第三類半導體碳化矽正向前推進。

周明奇表示，包括生長晶體的長晶爐、存放材料的容器坩堝、熱場設計、生長參數及晶體缺陷檢驗等，所有關鍵技術與設備設計、組裝全部 MIT，不倚賴國外廠商，上下游一條龍自主培養合作廠商生態鏈，從學術研發鏈結到產業製造，更能撙節研發生產成本。

目前 4 吋、6 吋矽晶圓為市場主流尺寸，並逐漸朝向 8 吋轉進。展望未來，周明奇指出，團隊已投入 8 吋導電型 (n-type) 4H 碳化矽生長設備研發設計，今年將持續推進碳化矽晶體生長核心技術，也正打造高真空環境，研發生長半絕緣碳化矽 (SI.-SiC)，持續為我國取得材料、製程、設備三大關鍵環節的自主能力。

對於特斯拉日前表示將刪減碳化矽晶片的用量，周明奇說明，原文是說耐高溫的部分仍用碳化矽，而低溫的部分用矽，兩者分開封裝。他強調，每個材料的獨特性質需經多年驗證，新材料欲取代或現有材料要退場，須考量多重因素，因此，碳化矽仍是必要材料，電動車與充電樁的需求仍非常大。