工研院與台達 赴日秀SiC新技術

(台北內科週報第668期/2025年2月10日-2025年2月16日)

【產學政研連線】電動車是淨零運輸的主流,工研院電子與光電系統研究所張世杰所長表示,為了符合低碳永續趨勢,又要兼具續航力,且能在高壓、高溫下穩定運行,具備更高的功率密度的寬能隙化合物半導體(Wide-bandgap Semiconductor;WBG)材料之1的碳化矽(SiC),成為目前電動車技術深受關注的元件材料。

張世杰所長指出,工研院長期投入化合物功率半導體的發展,提供完整且高轉換效率的「車載碳化矽技術解決方案」,涵蓋碳化矽功率元件與模組化、馬達驅動、車載充電與充電樁等電動車核心技術,這次在日本展出與台達共同開發的碳化矽功率模組,是具備提升電動車動力效能、延長續航能力、加速充電設備發展的最新車載半導體技術,期盼接軌國際市場趨勢,打入歐美日汽車產業關鍵客戶,實現經濟與環境效益雙贏。

▲工研院今(22)於日本國際電子製造關連展(NEPCON JAPAN)發表車用碳化矽(SiC)技術解決方案(照片係工業技術研究院提供)。

工研院挺進亞洲最大國際電子展!工研院於1月22日在日本國際電子製造關連展(NEPCON JAPAN)發表車用碳化矽(SiC)技術解決方案,並於「電動車驅動及充電方案」、「功率氮化鎵(GaN)」、「功率氧化鎵(Ga2O3)」以及「400kW大電力直流變壓器」4大專區,展示逾10項新一代寬能隙功率半導體前瞻技術成果,吸引逾8萬人次參觀及眾多車輛零件商、車廠製造商洽談合作,顯現台灣車載半導體的元件設計到驗證能力深受國際肯定。

「1200V/660A T2系列碳化矽功率模組」,係採用碳化矽功率半導體製程,主要應用於牽引變頻器(Traction Inverter),可加強散熱效果並降低耗能,同時提高系統功率密度,有效降低變頻器產品的體積與重量,延長電動車續航里程,並提升車輛加速與動力輸出。

▲工研院攜手台達赴日展出「1200V/660A T2系列碳化矽功率模組」,可加強散熱效果並降低耗能,同時提高系統功率密度(照片係工業技術研究院提供)。

目前「1200V/660A T2系列碳化矽功率模組」已通過可靠度測試,亦由工研院支援模組優化設計及驗證,推升碳化矽功率模組進軍國際車用市場契機,此外,現場亦展示台達為充電樁開發的碳化矽C1系列模組,展現台廠技術發展能量及積極進入車廠供應鏈的決心與實力。

在「400kW大電力直流變壓器」展區中,也展出工研院與美國阿肯色大學(University of Arkansas;UA)合作,透過工研院開發的3.3kV碳化矽功率模組整合於400kW直流變壓器,此變壓器進行系統效能的驗證,證實同樣於直流電壓1800V、電流375A、操作溫度150℃的條件下,模組切換損失比商用模組節省30%,系統效率並可達到98%以上的效能,將推升未來再生能源及儲能等超高電壓的電力轉換系統應用升級。


台達UFC 500 在國際三大市場上市

(台北內科週報第626期/2024年4月15日-2024年4月21日)

【ESG促進平台】令人驚艷的台達一體式超快直流充電樁UFC 500,已於EMEA(歐洲、中東、非洲區市場)正式上市!

UFC 500搭載新一代碳化矽(SiC)晶片,是1款專為重型電動貨卡、電動巴士,以及城際交通幹道的快充需求所開發的產品。由於電源模組的功率密度有效提升,同時具備高達96%的電力轉換效率,UFC500擁有十分緊湊的一體機設計,不需另外配置電源櫃,單槍輸出功率最高可達460kW,雙槍同時輸出最高更可達250kW,十分有利於場站空間運用,且透過短時間充電,就能滿足重型電動巴士、貨卡或各式乘用車1日運行需求,適用於車隊、物流中心、工業區、高速公路休息站及公共充電站等快速補電場景,協助充電營運商在潛力龐大的充電市場搶占先機。

台達EMEA(歐洲、中東、非洲區市場)e-Mobility與智慧能源解決方案副總裁Vincent Lin表示,「台達一體式超快直流充電樁UFC 500是1個前瞻性產品,由於充電營運商在建置高功率充電站時,常受阻於土地取得困難、基礎電力設施不足等挑戰,台達立基於數10年的電力電子核心技術,開發出一體式超快直流充電樁UFC 500,以碳化矽(SiC)晶片與專利拓樸設計,帶來更高的轉換效率以及輕巧緊湊的功率模組,不僅易於維護,更有效縮減充電設備的的佔地面積,降低充電營運商土地取得門檻。目前UFC 500的銷售區域包含歐洲、中東、非洲等,未來將會因應市場需求推廣到各地。」

▲台達一體式直流快充UFC500充電樁,具備高輸出功率與低占地面積的特色,還可結合太陽能與儲能舒緩電網壓力(照片係台達電子公司提供)。

具備高可靠度與耐用性、便利使用者體驗、簡化營運商安裝與維護成本等優點的台達UFC 500充電樁,外殼設計通過IP55、IK10標準,確保嚴苛環境下妥善運行,維持高運轉率。其精密的頂掛式電纜管理系統,兼具實用性與便利性,電纜懸掛於充電樁頂部可避免電纜拖地,延長電纜壽命;懸吊式的延伸電纜臂,最長可延伸到4米使用,讓大型車輛也能輕鬆充電。此外,台達UFC 500充電樁亦具備信用卡支付方案,優化使用者充電體驗,簡化充電營運商佈署流程。

為了緩解高功率直流快充站為電網帶來的壓力,台達更提出完整智慧充電解決方案,透過DeltaGrid® EVM智慧充電管理系統,整合太陽能、儲能系統,最大化太陽能使用率,並達到削峰填谷,避免超約罰款等效益。充電營運商更可依據經營策略,為電動車充電排程,管理最大輸出功率,還能結合分時電價,於離峰充電,尖峰放電,降低電力取得成本。台達以長期耕耘於電力電子核心技術的優勢,不斷於電動車充電基礎設施領域持續精進,一體式超快直流充電樁UFC 500,將於德國最大工業展Hannover Messe亮相(2024/4/22-4/26),為充電市場樹立新標竿,助於電動交通不斷前行。


工研院放眼2035 引領永續發展

(台北內科週報第615期/2024年1月29日-2024年2月4日)

【ESG促進平台】展望未來,工研院於1月24日發表「2035技術策略與藍圖」與發布第1本「永續報告書」,在研發成果上,展現開發自主科技,及協助產業提升競爭力等成果,包括打造碳化矽半導體關鍵材料產業自主化、首創國內人工韌帶等,此外,為落實組織永續發展,也發表「永續發展策略藍圖」,揭露在科技研發、產業推動、社會公益、人才培育、友善職場、淨零永續環境等6大永續面向成果,及鏈結公協會,並涵蓋產政學研各界的國際夥伴,積極促進國內外產業交流與科技發展,展現推動產業永續發展的決心和承諾。

工研院劉文雄院長表示,在經濟成長過程中,工研院在不同的年代都扮演產業所需的關鍵角色,永續將會是未來政府、產業、社會、全民共同追求最重要的目標。工研院從事市場導向的研發,擘畫「2035技術策略與藍圖」,以科技創新引領產業邁向永續榮景。同時,為強化經營體質因應外在挑戰,工研院於2022 年成立「組織永續發展辦公室」,參考聯合國永續發展目標(SDGs),提出「永續發展策略藍圖」,從6大面向出發,將SDGs融入組織文化與研發工作中,並發表2022年「永續報告書」,之後,將定期檢視組織永續發展的目標與成就,邁向組織的永續發展。

▲劉文雄院長(右2)率同仁發表:工研院「2035 技術策略與藍圖」,聚焦於「智慧生活」、「健康樂活」、「永續環境」、「韌性社會」、「智慧化致能技術」等領域(照片係工業技術研究院提供)。

科技研發,是工研院的核心價值,「2035 技術策略與藍圖」聚焦「智慧生活」、「健康樂活」、「永續環境」、「韌性社會」、「智慧化致能技術」等領域,目前已有多項研發成果,包括在「智慧生活」領域,開發「車載擴增實境互動智慧窗」,整合具備高亮度、高透明度的透明顯示器,成功導入南台灣第1艘亞灣智慧渡輪,帶動智慧育樂與觀光商機;在「健康樂活」領域,研發「軟硬組織整合之編紡人工韌帶」技術,從上游到下游跨域整合生醫與紡織產業,可望將20元鞋帶升級為市價8萬元的人工韌帶;在「永續環境」領域,協助軟板產業回收揮發性有機化合物,實踐綠色產品生產理念;在「韌性社會」領域,打造碳化矽半導體關鍵材料產業自主化,持續深化半導體產業競爭力;在「智慧化致能技術」領域,整合國產與國際大廠5G基站,自主開發智慧節能網路,協助產業進軍國際市場。

▲在「永續環境」領域,工研院協助軟板產業回收揮發性有機化合物,實踐綠色產品生產理念(照片係工業技術研究院提供)。

2022年「永續報告書」方面,揭露6大永續經營成果。在「產業推動」部分,工研院鏈結多達521個公協會,累積超過154個國際夥伴,建構全球重點國家區域之科技合作平台。在「社會公益」的部分,工研院自2013年起陸續與慈濟基金會、世界展望會等組織合作,將淨水科技用於救災,目前已協助包括土耳其、波蘭、菲律賓、寮國、緬甸等受災地區,以及國內包括花蓮、台東、蘭嶼、宜蘭等偏鄉居民。

此外,在「人才培育」部分,該年度已協助產業培育超過12,000人次。在「友善職場」部分,該年度榮獲Universum、Linkedln等機構「最佳雇主」類相關獎項肯定。在「淨零永續環境」的部分,工研院成立「減碳基金」,該年度投入超過9,000萬元設置減碳設備及措施,並建置太陽能板、用水及廢水回收機制等,減少2,093.9公噸碳排,相當於5.4座大安森林公園年吸碳量,年度回收水量占總用水量達15.09%。