「減碳」議題越來越受到重視，半導體技術能夠以改良方案提高能源效率、減少溫室氣體排放，是邁向綠色未來的關鍵一環。以全新半導體材料提供高效智慧供暖方案的光之科技和長期投入Peltier模組開發的Z-MAX，於2023香港秋電展暨國際電子組件及生產技術展展出相關技術產品，協助業者節約能源、減少排放。
光之科技MOSH半導體材料登場 奈米級製熱技術潛力十足
過往，暖氣系統通常採用暖氣機或地板下的輻射發熱系統進行供暖，後者雖然能源效率更高，卻也同時面臨不易安裝或維修的難題。為此，光之科技研發出Metal-Oxide-Semiconductor-Heating(MOSH)的奈米級半導體製熱技術，其產品輕薄易於部署(圖1)，半導體膜層在電場中的電熱轉換效率可達99%以上。
圖1 MOSH技術實現輕薄製熱方案 (圖片來源：光之科技)
MOSH是氧缺位形成的N型半導體，為第三代寬能隙半導體，在電場作用下，其原子的外層電子從基態(Ground State)向激態(Excited State)躍遷時，無法跨越禁帶(Forbidden Band)，因此無法成為自由電子。如此組成讓進行躍遷的電子向外釋放特定波長的遠紅外光譜線，具有最佳熱效應。
除了提升電熱轉換效率，MOSH半導體製熱技術也能結合光之科技智能化微電網控制技術，根據建築空間內的人員存在狀態調整供暖策略，實現「按需供熱」，打造更加節能的系統。
Z-MAX Peltier模組無排放 獨創GL-II結構延長壽命
熱電冷卻帕爾帖效應(Peltier Effect)以電流方向控制熱流傳導方向，過程中無須採用HFC、HFO等化合物冷媒(Refrigerant)，因此可減少溫室氣體排放。Peltier模組成為透過電子元件進行冷卻的解決方案，並且因為不包含液體，整體性能更加穩定。
Z-MAX所推出的Peltier模組進一步以GL-II(膠水，黏合劑)結構緩解製冷晶片的熱循環疲勞問題，延長晶片使用壽命(圖2)。通常，製冷晶片由冷卻陶瓷和銅電極、銅電極和熱電晶片、銅電極和放熱陶瓷之間焊接(錫和鉛的合金)構成；Z-MAX則選擇在冷卻陶瓷和銅電極之間使用柔性樹脂膠，因此可降低熱應力並延長使用壽命。
圖2 Z-MAX GL-II製冷晶片 (圖片來源：Z-MAX)
Z-MAX自2005年開始銷售高性能Peltier晶片GL-Ⅱ系列，時至今日持續投入製冷方案開發，除了面向小型裝置(如小冰箱、實驗室溫控箱)，也正在開發中小型製冷解決方案(如工業冰箱)，預期Peltier模組的應用範圍將持續擴展，為不同應用帶來環境友善的製冷方案。
落實節能目標 半導體技術持續創新
半導體創新技術是落實減碳目標的推力之一，光之科技的MOSH半導體製熱技術旨在為建築提供智慧供暖系統，Z-MAX的GL-Ⅱ製冷晶片則改良已經在市場存在多年的Peltier模組，未來隨著技術發展，可望用於更多應用及裝置。