昔日慘業竟在太空復活!全球搶發射衛星引爆電池荒,交期甚至排到後年,台廠如何搶進這波商機?
曾歷經價格崩跌與產能過剩,被戲稱為「慘業」的太陽能電池,如今正重新成為供不應求的熱門商品。只不過,這一次的市場不在人類生活周遭,而是距離地表數百公里的太空中。
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全球首富馬斯克創辦的航太新創SpaceX,一月底正式向美國聯邦通訊傳播委員會(FCC)提出申請,預計發射100萬顆衛星,打造一條環繞地球的軌道資料中心網路。稍早的2025年12月底,中國也向國際電信聯盟申請發射20萬顆衛星,太空儼然成為美中科技競爭的最新熱點。
衛星供電王 比矽猛但造價高
國家原子能科技研究院物理所所長馬維揚解釋,如果將低軌衛星想成一輛繞著地球運轉的軌道車,太陽能電池就是動力的來源,「它『只』提供電力,但如果沒有它,衛星就完全不能運作。」
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既然少了太陽能電池,低軌衛星就形同失能;因此太陽能電池的供電效能與穩定性,至關重要。
目前,絕大多數地面型太陽能設施使用的是矽(Si)太陽能電池;但用於衛星的太陽能電池有超過9成是採用性能較佳、但成本較高的砷化鎵(GaAs)太陽能電池。
負責台灣福衛八號衛星電池系統整合的立創光電總經理程子桓分析,矽電池在太空巨量輻射的環境下,幾年內就會失效,只有對成本敏感、壽命要求短的才會評估導入;但對希望服役期間能達十年以上的衛星來說,具備防輻射特性的砷化鎵仍是最佳選擇。
除了對輻射的耐受度較強,砷化鎵電池的光電轉換效率也明顯高於矽電池,重量與體積都可以更輕薄,適合與衛星一起飛上太空。「矽太陽能電池光電轉換效率最高只有兩成,目前還沒有材料可以取代效率可達4成的砷化鎵。」陽明交通大學電子研究所講座教授洪瑞華解釋。
然而,性能明顯較佳的砷化鎵電池比起矽電池,就像造價昂貴的超跑對上大眾房車。除了原料砷化鎵晶圓價格通常是矽晶圓的百倍以上,製程也遠較矽電池複雜,因此全球產能極為有限。僅歐美傳統大廠如AZURSPACE、Spectrolab,回應大致穩定的衛星需求。
「現在情況不一樣了,各國爭相發射衛星。」洪瑞華指出,早期太空產業主要由美、俄兩大強權主導,衛星發射量少、研發週期長,市場極度封閉且受限,如今則頗有百花齊放的態勢。
據業界提供數據,目前全球太空用砷化鎵太陽能電池的年產能,僅10MW(百萬瓦),約能供應1到2000顆衛星用量;微薄的產能,難以支撐全球數千顆衛星需求。
(本文獲今周刊授權轉載,更多內容,請參閱最新一期《今周刊》第1520期)
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圖:今周刊 提供
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