對於受困疫情，被迫大幅減少與他人實質接觸者而言，2020年感覺像是消失的一年，而2021年持續令人憂心。無法恢復正常的工作與生活，許多產業因此斷鏈，造成經濟的衰退。在這種狀態下，卻也有少數的產業逆向成長，例如兼顧安全、個人化與行動力的電動輔助自行車在歐洲市場呈現極快速的成長。電輔自行車的心臟是電動助力轉換與傳動系統，包含電池、馬達、功率電子模組與控制電路。其中，臺灣較欠缺的是高效能的電池與功率電子模組。把這個需求再放大，未來大部分高功率的動力系統（包含電動車輛、航空器、船舶、工業設備與機具、國防武器等）都需要高效能的化合物半導體功率元件。
在全球疫情及貿易戰衝擊下，各國政府都體認到必須快速檢討修正產業政策，提高重要產業的自主性。除了美國一直將半導體列為國家戰略發展重點外，中國的十四五規劃以及歐盟最近發布的歐洲處理器和半導體科技計畫聯合聲明亦宣示大規模發展半導體技術與產業。其中，除了穩定成長的矽半導體產業鏈外，在綠能、電動車、通訊、資料中心、工業、國防等需求的驅動下，化合物半導體產業鏈亦被各國政府大幅提高優先度。
臺灣雖然有完整的矽半導體產業鏈，但過去在化合物半導體功率元件的市場著墨較少。我去年受工研院劉文雄院長之邀，著手規劃協助南部的產業創新策略，發現南臺灣以車用零配件、塑膠、機械等為主的傳統「黑手」產業，其實具有強韌的產業生命力，許多全球數一數二的隱形冠軍來自南臺灣。這些南部隱形冠軍的特性是，幾十年來跟著世界級客戶學技術、改善品質、發展製程與設備，逐漸把產品做到爐火純青，其同業間先進程度以及國際格局已不亞於科技業。
臺灣過去60多年來的產業發展政策塑造了今天南北產業版圖極大的差異，從環境、社會與經濟發展的角度看難免有些失衡，電子及資通訊等科技產業集中在北部，半導體雖然陸續進駐南科，但是仍以製造為主，研發持續在北部深耕發展。南部的傳統產業雖然沒有在全球的競爭舞台上缺席，各行各業表現優異的例子非常多，但是社會大眾普遍不了解。政府高層最近一再強調南部產業聚落串聯互補的重要性，也提出了南部科技產業廊帶的概念，引起我極深的感觸。去年秋天臺灣IC設計學會（TICD）黃錫瑜理事長邀請我在今年1月21日TICD冬季論壇演講，我於是決定把演講主題聚焦在工研院的「南方雨林計畫」，內容分享如下。
在南臺灣隱形冠軍之中，最適合投入化合物半導體第一波應用的，我覺得是車用零配件廠，他們既有先天優勢，也有不能缺席的迫切性。北部半導體及電子業長期耕耘消費性及3C電子版圖，卓然有成；至於車用市場，雖然有部分廠商努力嘗試，但占比仍低。相形之下，南臺灣車用零配件廠商從車燈、板金、保險桿等維修市場切入，默默耕耘數十年，早已進入全球一級車廠供應鏈，擁有得來不易的市場鏈結，但是卻苦無進入車用電子的技術與人才。這些業者的轉型急迫性隨著電動車商機日益發酵，因為電子零組件在汽車的占比愈來愈高，而他們擅長的是金屬件及塑膠（複合材料）件。要協助他們跨足車用電子，也許聯結化合物半導體功率元件，切入車用動力電子是一個可能的突破點。電動車市場正在快速發展，以車用動力電子做為化合物半導體的出海口，善用國內外優勢產業合作契機，短時間有可能立竿見影，增加民間投資的信心，也不會與既有矽半導體產業鏈競爭，甚至可以相輔相成，開創泛車用電子更多機會。
然而，這個策略有相當高的執行難度，需要政府與民間一起努力。放眼全球，目前擁有高品質氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）晶圓及元件研發與量產製造能量的，集中在日本、美國、歐洲等少數長期投入的知名廠商，主因就是化合物半導體高壓高功率元件的生成，從原料、設備、長晶、切割、研磨、磊晶到模組，每一個階段都有高技術含量。國內的傳統車用零配件廠想要跨足化合物半導體的車電應用，門檻何其高？但是我們仔細盤點後發現，在技術與人才方面，臺灣學術界及研究機構長期培養的化合物半導體人才相當多，也握有為數可觀的專利。若能搭配既有的化合物半導體與車用電子分工產業，傳統車用零配件廠商將得以在適當協助下得到開創新事業的技術與人才奧援，投入化合物半導體與車用動力電子產業就事半功倍，更有勝算，也能大幅提高南部業者在地投資的意願。
南方雨林計畫的核心是政府引導民間投資，在南臺灣打造化合物半導體功率元件公司，從設計、製造、封測到元件與模組，聯結到車用動力電子。產業鏈搭配的還有原料、設備、晶圓切磨、熱處理封裝、軟體工具等，每個環節均可以由本土研發或進行國內外合作，希望短期內能達到試量產成效並衍生事業體。車用動力電子包括馬達驅控、逆變器、電源轉換器、車載充電器等使用的功率晶片，及外接充電樁的功率調節元件等。當然，最關鍵的部分還是人才。南部車用零配件產業在一般民眾的心裡仍屬傳統產業，年輕人投入意願相對不高，但若跨足化合物半導體功率元件及車用動力電子，轉投資新創科技公司，具備半導體與電子的DNA，人才磁吸效應就有機會發生。南臺灣既有車用零配件業者擁有市場經驗優勢，也願意在南部深耕技術研發，如果技術與人才能夠整合，政府結合民間共同投入種子研發資金，在南臺灣創造化合物半導體雨林生態，可望帶來車用動力電子新產業的廣泛民間投資。
如同雨林涵養萬物，豐富在地多樣生態，化合物半導體也能帶給南臺灣多樣的應用與新產業。以車用動力電子領航，技術能量及營運規模建立後，未來還可打入更高壓的軌道車、工業馬達、再生能源電網等市場，產業實力二次升級。當臺灣製造的動力電子元件得以行銷全球時，大數據分析與加值應用借力使力，數位產業發展也將如虎添翼。我們從化合物半導體踏出第一步，過程勢必充滿挑戰，但如果說全世界有哪些國家做得到，臺灣絕對不會缺席！
（本文由成大副校長、工研院協理兼南分院執行長吳誠文授權轉載）
