在2005年台灣半導體設備及材料展(SEMICON Taiwan 2005)中,各廠商紛紛亮出自家最新一款的技術與產品以提高曝光率。其中,最引人注目,並吸引許多買家上前詢問的,便是太陽能電池產業的相關設備材料。太陽能電池由於製程技術與半導體產業類似,且其部份設備商便是半導體設備製造商,因此藉由此次SEMICON展,許多設備商及材料代理商紛紛展示太陽能電池產業的相關製造設備與材料,以搶攻市場商機。
有鑑於全球原油儲存量在不久的將來可能面臨短缺,加上由於地球暖化問題越來越嚴重,為了降低溫室效應氣體之總排放量,能源的節約與低耗能的產品越來越受到重視。也因此替代能源的開發成為目前全球科學家積極從事的首要工作。而太陽能取之不竭、用之不盡,以及潔淨無污染之特性,也成了下一代能源的首要選擇。
太陽能電池的原理,便是將太陽的「輻射能」轉變為「電能」,因此需要蓄電池、太陽能板、太陽能電池、電力調節器、充電器、放電器與變壓器等設備。太陽能產業與半導體產業十分類似,約略分成上游的矽晶棒、矽晶圓與太陽能電池,中游的太陽光電模組及電力調節器,和下游的系統組裝等。太陽能電池的主要原料和矽晶片一樣都是矽,其材料按分子排列方式可分為多晶矽(Poly Silicon)與單晶矽(a Silicon)兩種。單晶矽產生的電能轉換效率較高,約為15.5~16%,缺點為成本高,而多晶矽轉換率雖然僅在14.8~15%左右,但成本低廉是其主要優點,也因此成了搶手貨。
據了解,儘管美國能源法案尚未通過,但歐盟已全力宣導使用太陽能電池。目前歐盟的太陽能電池製造廠為了取得多晶矽原料,已開始與上游矽晶圓材料供應商簽訂產能保障合約。這樣的產能排擠效應也讓半導體用的多晶矽原料全球供給量銳減,因此市場紛紛預估半導體用多晶矽晶圓在2006年將上漲5~10%。而由於多晶矽晶圓缺貨嚴重,半導體廠的廢晶圓片也成了搶手貨,2005年第三季報價已上漲二成,預估年底將再上漲。
事實上,太陽能電池大量採用多晶矽晶圓已經對半導體廠的多晶矽材料造成排擠效應,2005年多晶矽材料缺貨狀況便十分嚴重,而往後兩年的供給也將呈現不足,除了太陽能電池之外,半導體用裸晶圓製造廠也同樣面臨多晶矽材料不足的窘境,因此預計2005年第四季十二吋多晶矽裸晶圓價格將上漲5%。
太陽能電池市場的需求急速擴增影響了多晶矽原料之供應,也攪亂了此一產業的供需平衡。2004年全球對太陽能電池的需求急速增加近七成,許多廠商趕不及生產,而原料短缺的問題最快也要到2007年才能獲得解決。
太陽能產業的商機在過去十年間,其規模已成長22倍,未來每年還將以33%的速度成長,市場預測到了2015年,太陽能產業將可能成為另一個半導體產業。而台灣憑藉著晶圓代工的經驗與優勢,未來在太陽能產業中將大有可為。根據估計,2003年台灣太陽能電池產值僅新台幣10億元,在全球市場僅佔1.2%,但2010年估計將達新台幣140億元規模,佔全球市場10%。
儘管太陽能電池產業興起,多晶矽原料供不應求,但太陽能電池要達到其經濟效應,至少還需要5~10年的發展時間。太陽能電池產業近期因為多晶矽材料供需失衡而知名度大增,由於其技術門檻不高,對矽晶圓的品質要求也不若半導體嚴格,因此未來有可能發生跟DRAM一樣暴起暴落的情況。但價格下跌正是太陽能電池能否擴大市場佔有的關鍵因素。只要能夠提高電能轉換效率、降低生產成本並大量增加產能,都有機會在即將崛起的太陽能電池產業中搶得商機。而台灣在半導體生產上的雄厚實力,相信未來更能在全球市場上佔有一席之地。(王岫晨)