凈零碳排的案例
功率半導體組件的主流爭霸戰 —— 硅、碳化硅、氮化鎵的三角習題
日本富士經濟特別針對電動車與可再生能源相關的功率半導體全球市場進行調查，由于2030年碳中和及2050年凈零碳排目標逼近，加上電動車與可再生能源的普及率明顯提升，預估2030年市場規模可達5兆3,587億日圓，推升次世代功率半導體需求，規模可望逾1兆日圓。若以每臺電動車需使用250個功率半導體組件計算，化合物半導體的市場規模成長性令人期待。
低碳技術與再生材料之應用與發展
因應國際上低碳與循環經濟的發展訴求，各國政府為達凈零碳排目標，也積極制定相關法規與獎勵措施等。
在循環經濟的目標下，產業所開發的產品在設計前緣就會考慮到如何進行回收再利用。也會讓生產過程符合聯合國的可持續發展的目標。凈零碳排的制造業趨勢已促使許多國際品牌大廠積極進行減碳。基于品牌價值與企業責任，許多指標性終端產品制造廠商企業在幾年前都已經宣示了采用回收或再生材料的達成時程。例如：可口可樂及百事可樂訂定到2030年將采100%可回收包裝、麥當勞于2025年將回收所有使用過的包裝垃圾、宜家家居(IKEA)將于2030年全面采用可回收或再生材料。
在凈零碳排與循環經濟的目標帶動下，再生材料也將成為未來的使用材料主流，這也促使石化業者與塑料生產廠商投入了循環經濟課題，加速研發再生原料、導入熱裂解技術、化學性或物理性的裂解與聚合技術等，賦予廢塑料新價值等。國際大廠包括德國巴斯夫(BASF)、德國科思創(Covestro)、賽拉尼斯(Celanese)等，都與供應鏈伙伴攜手合作，積極布局回收再生料的開發與市場推廣。
循環經濟已成為目前產業界發展的最新指導原則。塑料制品因熱塑性材料的可回收再利用的可持續性發展特性，而使其更加受到關注。目前國際上許多具指標性領導地位的塑料制造廠商均已投入推動循環經濟的行列，成為主要的創新力量。各大料商都在積極開發對應的PIR/PCR塑料或是生質性塑料以對標產業界的需求。
消費性市場和各經濟體系需要探究新的方法來合理利用世界上的有限資源，并把循環經濟作為新的企業發展指導原則。須將廢棄物視為一種資源，在全價值鏈中盡可能的進行回收再利用。這同樣意味著探索如生物基或生質性等可持續性替代原材料的使用。總體而言，通過高效的循環設計和可再生能源的使用來實現真正的循環經濟。
展開 2022 Moldex3D用戶高峰會【數字轉型 降本增效 永續發展】
日期：2022/9/22(四) 9:20-17:00 (9:00開始報到)
地點：在線直播
如今數字經濟已成為全球經濟穩健增長的核心驅動因素，制造業作為經濟發展不可或缺的中堅力量，加速推進數字化的改造與升級，無疑成為目前制造業的重要戰略目標之一，制造業的數字轉型充分利用數字技術對企業自身的生產、經營、銷售和管理進等多角度進行轉型強化，推動企業逐漸向智慧化的方向發展；同時，越來越多的國際企業提出凈零碳排、碳中和承諾，主要來自于全球永續政策要求、碳稅實施、綠色供應鏈規范等，減碳要求勢必從上游逐步至下游，制造業應及早建立減碳能力，提升企業競爭力并開拓新的綠色商機，達到企業永續發展的目標。
2022 moldex3d用戶高峰會將在2022/9/22(四)舉辦，本次會議圍繞三大主題：數字轉型、降本增效及永續發展，講述如何透過數字轉型技術為企業提高生產質量、降低成本與增加效率，并達到永續發展的目標。同時我們非常榮幸邀請到Google、Covestro科思創、東陽實業、敏實集團、臺達電子、蘇州誠模精密、DSM帝斯曼工程材料及廈門建霖健康家居等國際知名品牌商與制造商進行演講，通過這些關鍵技術的突破，大幅提升制造業之創新研發和市場競爭力，從而提高整體水平及生產效率。誠摯邀請您即刻報名參加！
展開 發展碳化硅，襯底是關鍵
第二是全球環保意識抬頭，各國政府為達到碳中和、凈零碳排，紛紛訂定淘汰燃油車的時間表，促使車廠加速轉進電動車。第三是中國為記取硅基半導體受制于美國的教訓，政策大力支持發展第3代半導體。
有別于中國砸錢補貼的作法，楊瑞臨表示，美國政府推動的基建計劃中將大舉建置充電樁，這將為第3代半導體SiC創造市場。
第3代半導體是以SiC及氮化鎵（GaN）為主要材料，有別于第1代半導體以硅（Si）、鍺（Ge）為主要材料，及第2代半導體以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、鋁砷化鎵（AlGaAs）為主要材料。
楊瑞臨指出，在高功率應用方面，第3代半導體具備寬能隙、耐高溫和高功率密度等特性；在高頻應用方面，具備低能耗和散熱佳等特性。電動車、5G基建及快充等需求是主要成長動能。
SiC晶體管與碳化硅基GaN晶體管是成長性較高的兩項產品，年復合成長率分別達27%及26%，都需要采用SiC襯底。
此外，SiC功率元件成本架構，也是以包含長晶、切割、研磨的襯底占最大比重，高達50%。其余的磊晶占25%，制造占20%，后段封測占5%。
楊瑞臨表示，SiC襯底制造難度高，是成本高昂的主因。熱場控制及晶種掌握相當關鍵，卻只能土法煉鋼，做中學、學中做。
SiC長晶效率又比Si慢100至200倍，Si長晶約3天即可制造高度200公分晶棒，SiC要7天才能長出2至5公分的晶球。此外，SiC硬且脆，切割、研磨拋光難度高，會有很多報廢物。
展開 
國內SiC襯底供應，又有新進展
第二是全球環保意識抬頭，各國政府為達到碳中和、凈零碳排，紛紛訂定淘汰燃油車的時間表，促使車廠加速轉進電動車。第三是中國為記取硅基半導體受制于美國的教訓，政策大力支持發展第3代半導體。
有別于中國砸錢補貼的作法，楊瑞臨表示，美國政府推動的基建計劃中將大舉建置充電樁，這將為第3代半導體SiC創造市場。
第3代半導體是以SiC及氮化鎵（
GaN
）為主要材料，有別于第1代半導體以硅（
Si
）、鍺（
Ge
）為主要材料，及第2代半導體以砷化鎵（
GaAs
）、磷化銦（
InP
）、鋁砷化鎵（
AlGaAs
）為主要材料。
楊瑞臨指出，在高功率應用方面，第3代半導體具備寬能隙、耐高溫和高功率密度等特性；在高頻應用方面，具備低能耗和散熱佳等特性。電動車、5G基建及快充等需求是主要成長動能。
SiC晶體管與碳化硅基GaN晶體管是成長性較高的兩項產品，年復合成長率分別達27%及26%，都需要采用SiC襯底。
此外，SiC功率元件成本架構，也是以包含長晶、切割、研磨的襯底占最大比重，高達50%。其余的磊晶占25%，制造占20%，后段封測占5%。
楊瑞臨表示，SiC襯底制造難度高，是成本高昂的主因。熱場控制及晶種掌握相當關鍵，卻只能土法煉鋼，做中學、學中做。
SiC長晶效率又比Si慢100至200倍，Si長晶約3天即可制造高度200公分晶棒，SiC要7天才能長出2至5公分的晶球。此外，SiC硬且脆，切割、研磨拋光難度高，會有很多報廢物。
展開 可視化射出成型技術探討循環再利用塑料材料成型特性──以聚丙烯材料為例
因此，在建構循環經濟及追求凈零碳排永續發展的趨勢下，運用感測組件建立實時感測技術讓成型信息可視化，預期可加速協助業者建立測試平臺與數據庫。
隨著智能化射出成型技術的發展，結合可視化信息，讓成型信息進一步透明化，實時掌握不同批次回收塑料之特性變異，進一步透過成型參數調整，得到質量均一之射出成型產品，實現射出成型數字智能制造的目的，增加其塑料回收料再利用之價值。■
此文章摘錄自ACMT- SmartMolding雜志-(2022/12月刊)
更多技術內容請掃碼觀看
歡迎關注型創科技_ACMT技術課堂
碳視角下的中國新型電力系統
2060年碳匯抵消非二氧化碳排放，將實現全部溫室氣體凈零排放。能源系統要實現自身凈零排放甚至負排放。因此，需要倒逼電力行業率先達峰，提前于2025~2030之間碳達峰；提前于2055年左右實現碳中和；力爭負排，2060年實現負排放，為其他難減排部門預留空間。
調研綜合各個權威研究機構的結果共識，在我國電力系統低碳轉型過程中，非化石電源將扮演增量主體和存量替代角色，保留少量煤電，通過CCUS技術移除化石電源產生的碳排放，是實現電力系統凈零碳排的有效途徑。2025年左右，非化石裝機占比將突破50%；2030年新能源裝機占比將突破50%，非化石發電量占比突破50%；2060年非化石發電量占比超過90%，新能源發電量占比達到60%。
為實現“全國一盤棋”的碳中和目標與戰略，電力系統需要“反向尋優”的碳規劃技術，實現電-碳耦合的源網荷儲協同規劃，探尋技術可行、成本可負擔的電力碳中和轉型路徑。根據清華大學電機系與低碳實驗室最新的研究結果，未來在碳中和目標下，我國電力系統結構形態將發生巨大變化。“風光等可再生能源電量占比快速增加，多種其他低碳發電與儲能技術共同發展”將是雙碳目標下我國電力系統發展的重要特征。電力系統達到碳中和的階段時，電力負荷將主要由60億千瓦左右的風電與光伏機組支撐，其電量滲透率將超過60%。電力網絡逐步從單純的電力傳輸通道轉變為支撐不同區域間電力雙向互濟與共享的平臺。此外，碳中和情景未來30年轉型總投資成本約50萬億元，考慮電源投資成本、電網安全運行成本及新能源消納成本等，碳中和目標將使終端電力供應成本增加20%。電力系統碳中和轉型的道路上，宏觀政策需要關注可再生能源高質量發展、電力市場建設以及對儲能等新興電力技術的支持。
“從源網荷的體系開始，未來怎么支撐整個大電網低碳模擬、評估、規劃以及引導用戶的需求響應？
展開 