利澤工業區啟動太陽能大夢

2008 年11月底，縣長呂國華召開記者會，宣布利澤工業區太陽光電產業聚落的成形；隔週，台灣第一家生產太陽能上游原料──多晶矽──的「山陽科技」動土；同時間，第一家由台灣和知名國際技術團隊合資的太陽能電池廠「旭泓全球光電」生產線也開始運轉試產。

綠色新產業是否能讓老牌的利澤再現風華，成為和南科鼎足而立的台灣太陽光電重鎮？令人期待。

元旦假期過後，拜訪位於利澤二期園區的旭泓光電，5公頃多的廠區還有大片空地，纖塵不染的簇新廠房和半導體廠相當神似，無塵室中幾位工程師在電腦前設定參數，中後段巨大機台間，德國技師正在測試儀器，一條生產線直走下來全長有二百多公尺，整個廠房約有5,000坪大，超過2個標準足球場。

「這是我們的第一條生產線，做出來的第一片電池就有16%的轉換率，原廠技師都很驚訝！」旭泓董事長許桂章說，生產線經過調整、修改後，今年底可望達到19%的轉換率。

所謂轉換率，是太陽能電池將光能轉換成電能的比例，比例愈高，發電的效率就愈高，單位成本也相對降低，目前台灣廠商生產的單晶矽電池轉換率在15-17%之間，而旭泓是少數挑戰20%轉換率的公司。

目前，台灣在太陽能產業鏈中最具競爭力的，要屬中游的電池製造，有些由半導體、電子等科技業者轉戰，具品質良率、成本控制和量產規模的優勢，多數則由其他行業轉換跑道，向國外買整廠設備並做技轉(Turn- Key)。

「我們做出的第一片電池就有16%的轉換率，」旭泓全球光電的團隊以20%為目標，希望開創單晶矽電池轉換率的新紀元。左一為技術靈魂人物泰德、左二為董事長許桂章。

太陽能燒過頭？

翻開台灣太陽能產業的發展，20 年前就有光華科技等廠商投入，但因為時機太早，技術不成熟，營運十分辛苦，直到1997年茂迪開始發展太陽能電池，才算看到獲利曙光。2000年時，原本生產半導體晶棒的中美晶，眼見產能過剩，於是轉而投入太陽能晶圓的生產，算是上游先鋒（見54頁表）。而京都議定書(1997)制訂了工業國二氧化碳減量責任，促使歐盟鼓勵各國使用潔淨能源，市場需求量日益爬升。

2005年京都議定書生效後，全球太陽能產值平均每年成長35%，以輸出為導向的台灣產業日益火紅，各大企業紛紛趕搭太陽能列車，上中下游產值從2005年的六十幾億台幣飆升到2008年的900億。

然而，看似蓬勃發展的產業背後，其實暗藏隱憂。

「台灣太陽能產業的發展優勢在於擁有完備的半導體產業供應鏈，」工研院太陽光電中心主任藍崇文解釋，太陽能製程中的酸鹼蝕刻，P、N型半導體等技術，以及無塵室的控制等，都和半導體產業雷同，但複雜度卻遠低於二百多道製程的半導體，藉由複製半導體產業發展的經驗法則，的確可以創造競爭優勢。然而，自主技術的欠缺，卻是業者的最大痛處。

由於中、下游進入門檻不高，前兩年業者為了爭搶商機，多採用技轉的模式。以電池廠為例，包括買設備和付給原廠技轉的權利金，一條生產線約2-3億元即可開工，但因上游原料多晶矽持續缺貨，市場上供不應求，競爭力還未受到考驗。

再者，從全球太陽能產業的技術專利史來看，台灣的專利數少得可憐，而技術的研發卻是競爭的關鍵。

「相較於中國太陽能產業的驚人發展，我們不得不憂心，」藍崇文指出，大陸業者的技術模仿力漸增，且大手筆布局整個產業鏈，野心不小，若台灣技術自主問題不積極解決，優勢將快速消失。目前大陸幾家大廠如「無錫尚德」等，因投資金額過大，在這波金融風暴中受創不輕，反倒給台灣產業保留了提升競爭力的一線生機。

技術走出實驗室

從這個角度看，強調研發能量的旭泓全球光電，就顯得頗具前瞻性。

「我們的技術團隊來自澳洲的新南威爾斯大學，」畢業於德州農工大學、曾在工研院能資所任職的旭泓董事長許桂章表示，新南威爾斯大學和美國喬治亞理工學院，是目前全球太陽能電池技術執牛耳的兩所學府，相關領域的研發投入已超過30年。

該校不只在學術界具有領銜地位，在中國的太陽能產業界也舉足輕重，包括大陸無錫尚德創辦人、曾名列中國「首富」的施正榮，以及第一家在美國那斯達克上市的「南京中電」創辦人趙建華、張鳳鳴等，幾位赫赫有名的業界推手，都是出身新南威爾斯大學的海歸派實業家，其中趙建華更是單晶矽太陽能電池轉換率25%的世界紀錄保持人。

旭泓的兩位合資者兼關鍵技術人物──泰德和布魯斯，除了系出同門，多年前也都是大陸這些大廠的共同創辦人。

「他們之所以離開大陸、轉戰台灣並創辦旭泓，是因為有更大的願景，」許桂章指出，這幾位太陽能研發老鳥在業界操兵多年後，眼光不只求把產量衝大、價格壓低，更希望做出「有意義的事」。

「要延緩地球暖化效應，需要儘快普及太陽能；而唯有便宜、高效率的電池，才能讓家家戶戶都使用太陽能，這是我們的最大目標，」許桂章表示。

「這個廠房空間若要擠著擺，可放12條生產線，但我們只計畫擺6條。」泰德表示，他之所以把生產線設計成直線式，而不像其他廠為節省空間，多以迴轉方式擺設機台，就是為了日後的研發考量。

許桂章表示，當初他曾建議泰德把廠房蓋小一點、蓋快一點，以搶佔商機，但被泰德拒絕，因為公司一開始就打定主意要做高轉換效率的新式電池，而目前全球市場上並無相關設備，他們必須自行和設備業者合作開發，「空間足夠才能加新的機台進去，在現場做研發測試，」許桂章說。

泰德表示，第一條生產線預計年產30MW，今後會逐步開發新設備，包括將Laser Doping專利（雷射摻雜）做成量產線，目前這種先進技術在國外只有小量生產，旭泓的目標是開發全球第一條量產線（一天1萬4,000片），預估至少有18%-20%的轉換率。

落地生根

因為有一份環保使命感，也因為技術的挑戰性可以激發鬥志，旭泓的士氣因而特別高昂，從竹科或著名學府轉來任職的工程師們經常自動加班、樂此不疲。

為了長期投入，旭泓的7位外籍研發團隊都已在宜蘭置產，技術靈魂人物泰德更是把家都搬來了，4個兒子有2個在公司任職。

「這是我的最後一戰！」年過60的泰德表示，當初設廠計畫曾評估過德國、澳洲，最後選擇台灣，是基於台灣基礎建設良好、IC產業成熟度高，以及「物超所值」的相關工程師，可以讓整個太陽能產業更具競爭力，也唯有成本不斷降低，才能讓使用者更普及。

「新南威爾斯的專利技術是相當先進的，問題是如何把實驗室技術落實到量產？」工研院藍崇文以旁觀者身份表示，現有的太陽能電池生產技術已經成熟，而 Laser Doping、Buried Contactor（埋入性電極）等效率更高的新一代技術則礙於設備、經驗，要量產還需要一段時間。儘管藍崇文對旭泓在短期內能有多大突破持保守態度，但也不得不佩服這些外籍兵團的理念和勇氣。

不同於許多太陽能電池廠以迴轉方式擺設機台，旭泓的機台設備採直線擺設，並預留寬敞空間，以方便日後研發、新增機台。

又貴又缺料

對台灣正萌芽發展的太陽能產業而言，另一個關鍵議題，則是原料的自給自足。目前上游端的晶圓製造、切割，台灣雖已有中美晶、合晶、大同轉投資的綠能等企業投入，但最前端的矽晶原料，仍掌握在日美德等7家大廠手中；又因為矽晶原料設廠的環保、資金門檻極高，目前除了日、韓二家大廠加入外，中國有幾家宣稱投入矽原料的廠商，品質皆堪虞，因此「缺料」引發的價格飆漲，常常是中下游揮之不去的夢魘。

為了確保貨源，各大太陽能電池廠的對策各有不同，有的直接投資上游晶圓廠做垂直整合，如茂迪；有的則與晶圓供應商簽訂長期供料合約。以茂矽為例，除了跟大陸江西賽維連續簽訂多晶矽供應合約外，也與韓國晶圓大廠Nexolon簽約。

而國內第一家搶先投入多晶矽原料生產的山陽科技，去年底已正式動土，若投產成功，除了可紓解廠商缺料夢魘，其遠低於市場行情的價格，也將會是一枚震撼彈。

「多晶矽從2004年一公斤45美元，飆漲到2008年第四季的400美元，對整個產業發展來說，是一個致命傷，」山陽科技技術長吳以舜表示，目前雖因不景氣需求減緩，價格暴跌到100美元，但這樣的成本結構仍使太陽能發電比傳統火力發電貴上數倍，根本難以普及！而該公司研發並取得專利的「高能氫原子束氣旋式還原燃燒法」，有別於傳統製造矽晶的「西門子法」或改良式西門子法，成本可從一公斤35美元大幅降低到15美元。

擁有加州理工學院化學博士學位的吳以舜表示，不同於半導體原料需要「9N級」純度，山陽生產的「6N級」純度多晶矽專供太陽能電池使用，他們採用的原料是由肥料工業廢水處理後的副產品中的「氟矽酸鈉」，以「還原燃燒法」還原成多晶矽。

新台灣第一？

吳以舜解釋，此一創新製程不同於西門子法採用矽砂，製程中需以大量氯氣合成「三氯矽烷」，不但耗電，也容易爆炸、腐蝕性強，一旦發生工安事故，方圓10公里內將大受影響，「這也是何以台塑、中油等企業評估切入矽晶產業多年，卻遲遲未付諸行動的原因，」他說。

「我們採用的氟化物除了在化學過程中不具燃燒性，十分安全外，第二個特色是廢物利用，」吳以舜表示，中國大陸每年從磷肥工業產生的廢水約300萬噸，只有20噸回收，其餘都排入河川造成污染。今後因為利用價值大增，勢必可大幅提昇回收率，回收後做出來的又是綠色產品，對人類和地球都是好事，堪稱一舉數得。未來該公司量產成功後，將可逐步取代西門子法，成為市場主流。

山陽總經理張文益表示，第一座廠房預計在今(2009)年7、8月落成，產能3,500噸，年初已在利澤工業區的關係企業安炬科技開設小型生產線，提供樣品給客戶試用，並開始接受訂單；未來預計蓋6 座廠房，總年產量可達2萬噸，足夠供應全台灣太陽能中下游產業的需求。

只是，目前學界、業界對山陽宣布的多晶矽創新製程仍多持觀望態度。工研院太電中心主任藍崇文表示，山陽技術應該是由史丹福研究中心(SRI)1982年專利技轉而來的，台灣已有廠商做過樣品，品質還可以，但是卡在液態鈉的處理，環評仍有問題。若要做到量產，良率和品質要求是關鍵。此外，由於目前全球高純度多晶矽還沒有採用這種方式製造的，根本沒有相關法規，化工廠還有環評等關卡要突破，這些設廠過程都相當曠日廢時，並不像廠商想像的那樣容易。

對此，山陽科技發言人光相中表示，他們的技術雖與SRI同樣系出美國太空總署的衛星計畫，但不是技轉，而是擁有自己的專利，「氫原子束還原燃燒法」的副產品還可回收再利用，不至產生污染；由於利澤工業區有32種污染行業審核，環保門檻很高，他們若有污染之虞，又如何能順利進駐？

太陽能是既耗能又昂貴的下一代貴族能源嗎？利澤的兩匹黑馬分別投入攸關太陽能發展的要件──山陽的上游原料生產及旭泓的中游電池技術突破，是否將使成本大幅下降，改善上游耗能製程？儘管仍有變數，業者卻信心滿滿，外界預估一兩年後成果將逐漸分曉。

可以確定的是，目前已匯聚9家太陽能上中下游業者、佔地四十多公頃的利澤工業區，將因產業群聚，吸引相關人才前來，若能積極發展產學合作，累積研發能量指日可待；而供應商間相互支援合作，也將使成本更具競爭力，對台灣綠色能源發展，無疑是跨出了一大步。

山陽日前生產出的多晶矽樣品（左後塑膠袋內）及「長晶」後晶棒的頭、尾端（圖前），以及利用中段晶柱製成的太陽能電池（右後）。

近年台灣太陽能產業火紅，年產值已近千億台幣，但蓬勃發展的背後，如何培養技術自主能力是一大挑戰。圖為旭泓全球光電廠房。

太陽能產業群聚利澤，是否能讓蘭陽平原上的老牌工業區再現風華？值得期待。

山陽技術長吳以舜發明的「氫原子束還原燃燒法」，採用肥料廢水處理後的「氟矽酸鈉」來生產多晶矽，既省錢又環保。