研究院突破碳化矽技術瓶頸 加速第三代半導體技術進展

【台灣台北–2024年12月30日】全球最大科技製造與服務商鴻海科技集團（TWSE:2317）旗下的鴻海研究院再傳捷報！鴻海研究院半導體研究所攜手人工智慧研究所，結合鴻揚半導體優異的製造能力，成功將AI學習模型與強化學習（Reinforcement Learning）技術結合，大幅加速碳化矽功率半導體的研發進程，並取得顯著成果。此次研究成果發表於國際知名期刊《IEEE Open Journal of Power Electronics (OJPEL)》，該期刊影響因子達5.8以上，體現出其在電力電子領域的高學術價值。

在此次研究中，鴻海研究院採用強化學習中的策略優化方法，透過策略梯度技術中的Proximal Policy Optimization (PPO) 演算法和結合策略與價值函數的Actor-Critic (A2C) 架構，探索並優化碳化矽材料的製程參數與元件設計，以提升性能表現。不同於以往傳統由多個參數值來預測結果的手法，而是應用AI進行反向預測。在給訂目標值之後，直接找出對應的設計參數出來，如此一來應用在實務中，可以減少設計人員來回試誤的次數，提升效率。

此技術不僅能模擬和調整複雜的製程參數，還能顯著縮短元件開發時間並降低研發成本，為碳化矽技術在功率半導體領域注入新的動力。例如，針對高壓高功率的碳化矽元件保護環研究，研究團隊針對保護環的關鍵參數，進行製程模擬與元件特性模擬（如圖一），並將結果輸入AI模型，成功建立了保護環的AI模型。此模型能根據所需的元件特性進行參數回饋，透過精準的數據分析與預測進一步提升碳化矽元件的性能與製程效率，最後透過實際製程進行驗證（如圖二）。此研究成果除了可以進行「設計優化」外，未來更可延伸至「製程改良」和「故障診斷」，擴大應用範圍。

(圖一 保護環的製程模擬)

(圖二 優化後保護環的結構剖面圖)

碳化矽功率半導體因其超寬能隙、耐高溫與高壓特性，已成為新能源電動車、智慧電網以及航太電子系統等高功率應用中的關鍵材料。透過強化學習技術優化，鴻海研究院得以精準預測碳化矽元件在不同電壓與溫度下的表現，進一步提升其穩定性與可靠性。這一技術突破不僅推動了碳化矽功率半導體的發展，還將加速其在高端市場中的應用。

展望未來，鴻海研究院將持續致力於前瞻技術的開發，將AI技術與半導體研發深度結合，創造更多高功率元件的應用可能，並進一步提升台灣在全球半導體領域的競爭力。

關於鴻海

鴻海精密工業股份有限公司（臺灣證券交易所代碼：2317）於1974年肇基於臺灣，以模具為根基，擴展為高科技服務企業。在電子代工服務領域（EMS）市占率超過四成，排名世界第一，涵蓋消費性電子、雲端網路、電腦終端、元件及其他等四大產品領域。在全球24個國家地區設有據點，員工總人數於季節性高峰時約九十萬人。

2023年合併營收新臺幣6.16兆元，2024年名列《財富雜誌》(Fortune) 全球500大企業排行榜第32名。 近年來，鴻海積極投入「電動車、數位健康、機器人」三大新興產業以及「人工智慧、半導體、新世代通訊技術」三項新技術領域，以「三加三」結合作為集團重要的長期發展策略，為全球標竿客戶提供完整解決方案，成為全方位智慧生活提供者。如需更多資訊，請參觀 www.honhai.com。