作者：Howie Su（產業分析師） 碳纖維強化聚合物市場潛力大，但挑戰也多 碳纖維強化聚合物(carbon …

作者：Howie Su（產業分析師）

碳纖維強化聚合物市場潛力大，但挑戰也多

碳纖維強化聚合物(carbon fibre composites) 能夠降低飛機、風力渦輪機、汽車和電子設備等各種產品的重量，同時提高材質強度，預計其使用量將迅速增長，根據調查機構FMI預測，碳纖維強化聚合物在2032年市場規模將達到378億美元，2022-2032的年複合成長率達6.5%，成長潛力不低；而在產業應用領域上，碳纖維強化聚合物航太產業的市場成長最被看好，同時，綠色材料的應用產業，例如交通輕量化和可再生能源（風能、氫能），也需要碳纖維強化聚合物支援，特別在減碳趨勢下，循環經濟變成每家企業的營運重心。

然而，如此龐大的市場也吸引不少大型企業投入，導致產品激烈的競爭，以及漫長的使用周期，對新創企業來說來說是一個艱難挑戰。航空航天/軍事領域推動了碳纖維複合材料的大部分當前使用，但具有嚴格控制的性能要求與較長的採用周期，使得新創在前期需要大量資金因應。而雖然碳纖維能使汽車更輕量化，但汽車本身是對成本非常敏感的產業，碳纖維複合材料必須與鋼鐵和鋁合金等商品化材料競爭，這對沒有規模經濟的新創來說也不利。消費品領域的採用周期較短，但市場小眾且分散，競爭者眾多，挑戰也不小。事實上是，即使經過數年的孵化和數百萬美元的投資，新創退出者並不在少數。

波士頓材料怎麼做？

波士頓材料（Boston Materials）開發一種特有技術來生產具有垂直排列碳纖維的複合薄膜，碳纖維的垂直排列能具備獨特散熱特性（熱、電），且該材料具備多種特性，例如重量輕薄、導熱性和導電性高、耐用性高，與低碳足跡等，這些特性讓公司能提供熱管理解決方案，服務範圍從散熱器到導電膠膜，因此，除了原先航太產業外，波士頓材料能跨入電子製造，拉開與同業的距離，而為了服務這個市場，公司的策略是從上游到下游的供應鏈確保適合產能，由於碳纖維複合材料供應鏈相當複雜，從原物料（碳纖維和樹脂）、中間體（預浸料和膠帶）、複合材料零組件，到最終產品皆有許多參與者，新創要在當中取得產能調整能力的挑戰極大，但公司因獲得熱管理、燃料電池業者的訂單，使產能穩定度能維持。

當然，投資人的支持也不可少，公司在2022年11月獲得由Good Growth Capital領投的 1,200 萬美元 A2 輪融資，該輪融資還包括新的策略投資者GS Group和PTT Global Chemical，這些投資人將提供波士頓材料供應鏈領域專業，並在協助在新市場獲得客戶，公司指出，這些投資者看重的除了上述市場潛力外，主要在於客戶使用者在採用碳纖維解決方案後，產品壽命延長 15 倍，且範疇三的碳排放量減少 5 倍，這些有賴於強大的研發團隊與專利佈局，公司的「Z-axis Fiber™」是一種由 100% 回收碳纖維製成的輕質材料，也是跟競爭對手拉開差距的利器。當然，這樣的成效也讓先前投資人慘與這次融資，，包括ACCELR8、Valo Ventures和ACVC Partners，加入這一輪的新投資者包括Gatemore Venture Partners。而在本輪融資之前，公司已經籌資 1,480 萬美元，公司迄今為止的總融資額達到 2680 萬美元。自第一輪融資以來，該公司的員工人數增加了兩倍，預期這次融資將用於新市場進入佈局。

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（中央社記者鄭鴻達台北24日電）隨著半導體產業循摩爾定律逼近矽材料物理極限，國科會補助清華大學團隊研究開發出新 …

（中央社記者鄭鴻達台北24日電）隨著半導體產業循摩爾定律逼近矽材料物理極限，國科會補助清華大學團隊研究開發出新材質，提升操控電子技術，可望推進半導體邁向1奈米等更加前瞻製程，研究成果獲選成為國際知名學術期刊自然奈米科技7月號封面。

清華大學電機系暨光電所副教授劉昌樺、物理系教授鄭弘泰、電機系暨電子所特聘教授邱博文團隊，透過國家科學及技術委員會經費補助研究，成功開發出新型凡德瓦爾異質結構，並於今天舉辦記者會發表成果。

半導體工業循著摩爾定律發展約半世紀，已逐漸逼近矽材料物理極限，目前業界使用三維材料製造半導體元件，若要達成更高效能運算，需要使用二維材料製造工藝，但仍需克服漏電挑戰，以延續摩爾定律。

所謂摩爾定律，是指一塊晶片上所容納電晶體數量，隨著製程技術提升，每18個月就會翻倍，效能跟著提升，不過摩爾定律極限是指，電晶體縮小到矽材料物理極限，最終無法突破最大效能。

為突破摩爾定律極限，晶圓代工龍頭廠台積電也投入相關研究。

劉昌樺解釋，新型凡德瓦爾異質結構可以克服三維材料的限制，讓電子操控技術更精進，可應用在厚度僅3顆原子的二維材料上，提升半導體製程技術，也就是說，未來若能應用到產業，可望將半導體製程再往摩爾定律極限推進。

至於這項研究最快何時能應用到產業界，劉昌樺解釋，目前還要克服多項挑戰，例如二維半導體要使用磁性材料，得以生長在大面積材料，做元件增列，這部分可能還需要5到10年時間。

至於研究能否運用到量子電腦或運算？劉昌樺說，此研究實現了電控量子位元，但還要進一步發展量子訊號傳輸、偵測技術，若實現就可達成量子運算。

國科會自然科學及永續研究發展處長羅夢凡說明，半導體產業是台灣核心產業，半導體元件愈做愈小，現在從3奈米已快做到1奈米以下，原先的元件運作物理機制將不再可行。

羅夢凡解釋，藉由異質堆疊，用電控產生電子能谷極化操作，可發射自旋極化的電洞到中間二維材料，這能增加半導體元件的資訊儲存、計算能力，對下世代半導體開發具很大應用潛力。

國科會表示，研究成果已在今年5月正式發表於國際知名學術期刊Nature Nanotechnology（自然奈米科技）上 ，並獲選為期刊7月份封面。（編輯：潘羿菁）

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