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作者:魏拯華、李隆盛電動車用馬達驅控功率模組技術之關鍵零組件開發

在高效能車用電動馬達系統中，高效能的高功率電晶體與高功率二極體是該系統的核心元件以及能量損耗所在之處。因此本文章針對高效能功率元件作為切入點，對於矽基與寬能隙半導體（氮化鎵、碳化矽）材料所做元件之性能優勢、缺陷作分析。最後挑選出較為適用於電動車的功率電子元件技術。

作者:廖運炫、黃昭維超音波振動應用於碳化矽的機械化學拋光

碳化矽陶瓷因具有優良的機械及化學性質，已廣泛地應用於耐磨耗與耐腐蝕，近年來更被應用在光學元件及半導體等產業上，然其拋光效率與表面精度的要求也變得更加嚴苛。機械化學拋光法使用較軟的磨料拋光較硬的工件，不會有傳統硬磨料造成的微小刮痕與次表面破壞，也不會有化學機械拋光法化學液的回收問題，只是在拋光效率上還有其改進空間，未被普遍應用。為了提升其拋光效率，以自行設計的超音波振動輔助機械化學拋光裝置，對碳化矽陶瓷進行拋光實驗，探討利用超音波振動提高拋光效率的可行性，並選取施加壓力、工件轉速、拋光時間及超音波功率等拋光參數，研究超音波振動對材料移除深度、表面粗糙度與材料移除機制之影響。研究結果顯示，加入超音波振動後可提升約60~70 %的材料移除率。在較高的壓力下，超音波對材料移除深度的增加有較明顯的效果，而超音波的功率大小則與材料移除深度的提升呈現正相關性。依據研究結果並提出了超音波振動輔助下材料移除的機理。

作者:丁嘉仁、翁志強、劉俊葳碳化矽晶圓複合加工技術

碳化矽雖具有優異材料物理特性，目前為繼矽晶圓材料之後，被注目看好之替代材料。但其材料堅硬（達莫氏硬度9.25~9.5）加工耗時成為產能上之瓶頸，導致成本居高不下。本研究以大氣電漿改質軟化輔助拋光之技術，結合化學機械拋光製程，整合開發創新碳化矽晶圓複合拋光技術，達到加速4吋碳化矽晶圓拋光製程之移除效率，並提升基板之表面拋光品質。

作者:林東穎、鄭凱文碳化矽晶圓加工製程趨勢分析

各國對於淨零碳排、節能的需求，推動了化合物半導體的發展。其中碳化矽因其優異的電氣性能，高功率操作時熱損失低，有利於能源效率的提升。然而碳化矽因為長晶成本高昂，對於市場擴張性會受到侷限。業界朝向長晶的技術改良，如6吋切換至8吋晶錠的製作以及基板加工技術的改善來發展，本文介紹目前碳化矽於基板製作的趨勢，分析相關設備針對碳化矽特性在材料利用率、製程時間上的改良，以利碳化矽元件在成本的降低進一步擴大市場規模。

作者:陳園迪、劉祥益、洪育維、劉祥麟雷射輔助碳化矽晶圓快速拋光技術

本文說明雷射輔助碳化矽晶圓快速拋光技術。超快雷射誘發多光子分子鍵解離效應，碳化矽改質軟化後鍵結被破壞，分解成矽（Si）、碳（C）與非晶態碳化矽（Amorphous SiC）。改質軟化後碳化矽晶圓表面呈現柱狀週期性微結構，拋光過程的機械應力可輕易將此拋除。此法大幅降低碳化矽硬度90%以上，並可加速碳化矽晶圓之製程速率約30%，並大幅降低拋光之耗材消耗。

作者:王俊智、陳峻明、黃建融、林于中、陳易呈碳化矽（SiC）之雷射切片技術

碳化矽具高能隙值、高硬度、高熱傳導性及耐高溫等特性，在高溫、高壓、高頻等條件下均有優異的性能表現，已被廣泛應用於能源、電力、電子及汽車等領域。碳化矽極高之硬度為目前碳化矽基板的製造瓶頸，業者採用鑽石線切割不僅材料損失大（350 μm 的基板約損失 260 μm）且切割速度緩慢（6 吋約 144 mins/ 片），使得基板製造為當前碳化矽功率模組產品中，占比最大的成本來源（約 50%）。本文將介紹碳化矽晶錠分切成晶圓之雷射切片技術，闡述雷射改質碳化矽機制並開發低料損及高品質之碳化矽雷射切片生產系統，為碳化矽基板之取得提供一高效、高速及低成本之解決方案，期待能提供全球業者獲得碳化矽基板之先進技術。

作者:吳紹璿、林昆蔚、林東穎、王郁仁、李祐旭超聲波輔助碳化矽單晶劈裂技術研究

碳化矽材料因具有高分解電壓、低通電電阻和可在高溫環境下運作的特性，在高功率電子元件中有廣泛應用。在傳統碳化矽切割的製程上，切片手法不僅耗時，還會增加表面損傷的風險。本文為解決傳統製程上之缺陷，探討了一種利用超聲波輔助切割碳化矽的方法。碳化矽晶錠需預先使用皮秒雷射創建改質處，接著進行雷射掃描使改質處橫向發展，引發微裂縫的產生，雷射預處理後，藍杰文超聲換能器生成軸向振動促使微裂縫相互連結，同時，由安裝真空吸盤的拉伸機提供拉力，可成功將1毫米厚的晶錠中分片出一個尺寸為4吋且厚度為500微米的碳化矽晶圓。本文將針對有限元素模擬的藍杰文超聲換能器振動模態、應力分佈以及設計進行介紹。

作者:邱俊凱、吳至強電動車驅控器功率密度趨勢與技術發展方向

本文從電動車驅控器功率密度的重要性切入，以US Drive所設定的2025年藍圖目標為標竿，檢討分析目前國際現況技術水準。透過解析驅控器關鍵組件，從體積占比及軟硬體技術指標作為提升功率密度的優化方向，並扣合近年國際論文技術發展方向，帶出工研院機械所智慧車輛組的研發現況，且與國際現況產品的比對分析做為參考，期能超越美國US Drive所設定的功率密度藍圖目標，進而帶動國內產業技術發展。

作者:呂建興全球寬能隙半導體設備產業的機遇與挑戰

碳化矽(SiC)作為第三類半導體材料，在電動車、5G通訊等領域潛力巨大。目前，國際大廠主導設備市場，臺灣面臨技術與成本挑戰。本文分析全球碳化矽半導體製程設備趨勢，聚焦單晶生長、薄膜沉積、精密加工與檢測等關鍵技術。針對臺灣，建議發展自主知識產權、推動產學研合作、強化國際鏈結，以提升在全球供應鏈中的競爭力，把握產業發展機遇。

作者:張欣宏、解潘祥、吳至強碳化矽驅控器平台測試與實車驗證

本文主要測試與驗證碳化矽功率模組於電動車驅控器的應用，由於碳化矽驅控器具有高效率、高功率密度及小體積的特性，透過本次驗證，以呈現碳化矽驅控器於平台測試與實車上真實的結果，可有效提升電動車空間利用率及續航里程。本文依美國能源部頒佈逐年電動車動力驅控器的效能指標，驗證發展之高功率碳化矽驅控器於測試平台上，已達成驅控器最高效率>98% 及功率密度50kW/L。另以碳化矽驅控器整合式動力馬達匹配至電動商用車，進行之車輛組立與實車整合驗證。實車驗證內容包括一般功能測試與底盤動力計之車輛性能及能耗測試。車輛在底盤動力計測試結果顯示，車輛最大爬坡≧ 30%@1850 kg測試車重、最高車速≧ 110 km/h，符合車輛設定性能規格。與採用一般IGBT 驅控器的電動商用車相比，定速80 km/h 能耗改善率約6.4% 及歐洲駕駛週期測試規範（New European Driving Cycle - NEDC）行車型態能耗改善率約3.7%。

作者:呂建興全球化合物半導體設備市場及產業發展趨勢

半導體設備領域的製程技術相當複雜，長期以來由美國、日本和歐洲的廠商所壟斷。尤其在COVID-19、俄烏戰爭與全球通膨的影響之下，近年在各關鍵領域皆有國內外企業及廠商尋求突破，也因此逐漸地填補設備自主開發的缺口。以晶體生長和加工設備為例，其產品使用技術涵蓋材料科學、熱力學、自動控制、機械加工與設計和半導體物理等多種專業領域，需要應用熱流分析、智慧製造、精密傳動等多項技術。

作者:翁志強、李祐昇、丁嘉仁、張高德、楊志強、曾永標大面積大氣電漿改善輪磨加工後碳化矽晶圓翹曲量的先期研究

碳化矽（SiC）是一種寬帶隙半導體材料，是克服矽在高壓/高功率器件中局限性的具吸引力候選材料，已廣泛的被應用在儲能、風電、太陽能、電動車等對高功率、高壓具高度要求的產業。然而，眾所周知，碳化矽因其超硬、脆性和熱化學穩定性的固有特性而難以進行高效和平滑的加工。再者，因應SiC晶圓尺寸的放大，具有高材料移除效率的輪磨製程逐漸成為加工的主流之一。然而，由於塑性變形和斷裂等「應力誘導」現象，研磨過程不可避免地會在晶圓表面下方引入損傷層。本文嘗試以自行發展的大氣電漿乾式蝕刻設備，去除輪磨加工應力導致的翹曲。實驗初步結果顯示大氣電漿設備可快速且有效的將晶圓翹曲量由單面輪磨(採用8000號砂輪)後的110-150 µm，降回10-20 µm（輪磨前的晶圓翹曲量）。

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