普渡大學與 GeChi Compound Semiconductor 簽署協議 加強矽碳化物半導體製造合作

Purdue 大學宣佈與 GeChi Compound Semiconductor (GCCS) 建立戰略合作夥伴關係，旨在擴大和迴流碳化硅 (SiC) 半導體的製造。此次合作已簽署為期五年的諒解備忘錄 (MOU)，重點在於加強合作研究與開發，以及創建學術與產業的勞動力發展計劃。GCCS 的董事長許冠明表示：「通過將我們的製造規模與美國的頂尖學術機構相結合，我們正在採取果斷行動，以確保碳化硅的國內供應鏈。

這一合作不僅僅關於材料的進步，而是關於在美國建立具有韌性和高產量的製造能力，這對於國家技術安全和全球關鍵基礎設施的未來至關重要。」

碳化硅的重要性不容忽視。碳化硅是一種寬帶隙半導體，能夠提供約十倍於傳統硅的擊穿電場，並具備更高的熱導率及在 200°C 以上的結合温度運行能力。這些特性使基於 SiC 的設備，主要是 MOSFET 和肖特基二極體，能夠在相同電壓等級下更快地切換並消耗更少的能量，從而直接轉化為更小、更輕的電源模塊及更高的系統效率。對 SiC 的需求急劇增長，但供應卻難以跟上，因為 SiC 晶圓的生產資本密集、產量敏感，且受到全球合格基板供應商數量有限的限制。

Purdue 與 GCCS 的合作將推動碳化硅半導體的製造能力

Purdue 與 GCCS 的合作旨在彌補實驗室級 SiC 研究與高容量製造過程之間的差距。Purdue 的半導體製造基礎設施和材料科學專業知識預期將支持 GCCS 進一步推進生產環境中的工藝開發工作。台灣的 GCCS 專注於先進的碳化硅晶體生長，這直接突破了約束高性能計算和電信技術的三個關鍵硬件障礙，包括：熱管理：SiC 作為優越的晶圓基板，可在晶片-晶圓-基板和晶片-面板-基板包裝平台中實現先進的冷卻；電力傳輸：SiC 通過突破性的效率現代化電網至服務器的電力轉換，利用高壓直流傳輸和固態變壓器；

6G 電信：SiC 提供了推動下一代連接所需的基本材料效率。通過突破這些物理限制，GCCS 正在為未來的人工智能和全球通信工程材料基礎。

Purdue 和 GCCS 的聯合研究將專注於隔離晶體缺陷和優化碳化硅材料的生長，以加快向高產量 8 吋和 12 吋晶圓平台的過渡。將 SiC 工藝從研究工廠轉變為高產量製造過程面臨的挑戰不僅僅在於材料質量。SiC 在晶圓上的外延生長需要超過 2732°F 的高温和精確的前驅物化學；即使是小的工藝偏差也可能產生微管缺陷，導致設備無法運行。下游的光刻和離子植入步驟也比硅更具挑戰性，部分原因是 SiC 的硬度使得拋光和蝕刻均勻性變得複雜。

成本仍然是一個結構性問題。SiC 晶圓每單位面積的成本是相當於硅基板的幾倍，儘管設備效率的提高可以抵消系統層面的成本，但經濟性在很大程度上依賴於實現高晶圓產量。

大學研究小組與商業實體之間的合作歷來是減少早期工藝改善風險的一種機制，這些改善在投入生產線之前進行。當前全球 SiC 市場由少數幾家生產商主導，包括 Wolfspeed、Coherent 和 STMicroelectronics，這些公司在近年來均已宣佈數十億美元的產能擴張。Purdue 與 GCCS 的合作代表了一種不同的做法——專注於工藝創新，而非單純增加原始產能。