陽明交大×鴻海研究院×鴻揚半導體創新碳化矽高溫電路 實現攝氏三百度穩定運作

碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）等化合物半導體，因具高效率、高耐壓、 耐高溫特性，是電動車、5G通訊、快充等高功率與節能應用的關鍵核心。為了結合學術界在氮化鎵化合物半導體的深厚研究實力、產業界在應用與製造上的資源，鴻海研究院與陽明交大電子研究所副教授吳添立團隊從2022年年中開啟合作。

吳添立表示，當時鴻海研究院半導體研究所（簡稱半導體所）展開碳化矽功率元件開發，希望導入更多晶片層級設計與可靠度面向的深層技術分析能力，而他的團隊則已具備碳化矽功率元件設計和可靠度測試的完整能力，能在晶片層級提供深入設計、可靠度分析，雙方研究方向高度契合。

打造碳化矽垂直整合研發鏈

合作初期，雙方主要聚焦在材料和製程可靠度的探討，而後逐步擴展到系統應用驗證，並形成從晶片設計、可靠度測試到系統層級的垂直整合合作模式， 甚至鴻海科技集團內的鴻揚半導體，也對雙方的研究合作發揮關鍵支援角色。

「整體合作架構可說是三方緊密串接，」吳添立指出，陽明交大團隊與半導體所共同負責晶片元件設計、電路布局，再由鴻揚半導體負責實際製造與製程執行，最後由陽明交大團隊進行電性分析與可靠度測試。

每一輪實驗後，陽明交大團隊會和半導體所共同討論測試結果，釐清問題根本原因，並一同著手規劃下一步的設計與製程優化方向，也把具體建議回饋給鴻揚半導體，促進後續製程與產品改良；此外，半導體所在合作過程中也不時提供系統端、產業應用面的觀點，讓陽明交大團隊在設計與測試階段更能貼近實際應用需求、市場發展趨勢。

三方基於碳化矽製程，成功開發出可應用在極端環境的單晶片整合電路技術。這項領先業界的重大成果，已正式公開並獲得產業界的高度關注。

吳添立解釋，這項技術的核心優勢是能突破傳統矽元件局限，在攝氏三百度環境下穩定運作，且碳化矽具有寬能隙、高導熱率，可有效抑制漏電流、提升可靠度，是高溫、高功率環境中最具潛力的材料。

三方協力還有更多創新設計。譬如，在電路架構上，把4H-SiC MOSFET與絕緣閘極電阻負載（IGRL）單晶片整合，能在輸入電壓變化時自動補償增益，實現高線性、寬輸出擺幅，同時維持簡化結構、高頻穩定性，在攝氏三百度時仍具 MHz 等級頻寬，也和現有碳化矽功率元件製程相容，具備實際量產的潛力，對未來車用電子、航太控制、高溫感測等應用而言，是一大關鍵技術突破。

雙軌策略引領未來布局

「一個成功的高階產學合作，最重要的是『共同目標的對準與角色互補』，」吳添立認為，技術創新固然重要，但若無法回應實際應用需求，創新就難以落地，而此次三方合作不僅是技術成果的誕生，更是學術深度、產業實務間的正向循環，「這才是真正推動產業前進的關鍵所在。」

展望未來，吳添立表示，非常認同鴻海研究院提出的「AI for Semiconductor」、「Semiconductor for AI」雙軌並進策略。他解釋，這兩個方向相輔相成，前者強調運用AI加速半導體研發，如：製程優化、可靠度預測；後者則是打造更高效能、更節能的半導體元件，支撐AI時代龐大的運算需求。

陽明交大團隊也將持續與鴻海研究院合作投入進一步研究，「雙軌策略不只提升研發效率，也能形塑AI與半導體技術共生的新生態系，」吳添立認為，這必定是產業未來發展的關鍵方向。