元晶卡位太空AI,也別急上車?效益不足之下貢獻有限,長興材料、中釉也值得留意!
太空產業示意圖。(美聯社)
文/玩股華安
AI算力正走向太空,鈣鈦礦太陽能以輕量、高效率成爲關鍵能源解方,但真正決勝點在輻射散熱材料與成本臨界值。臺廠卡位仍屬長線題材,2028 年將是轉折觀察年。
AI競賽正式進入「星際時代」。馬斯克的 SpaceX 計劃將星鏈衛星改造爲「太空AI」資料中心,Google 則啓動「太陽捕手」計劃,預計 2027 年將 TPU 晶片送入軌道。
爲什麼要上太空?因爲地球的電力與冷卻資源已近枯竭。然而,前 NASA 工程師警告:太空就像「南極裡的保溫瓶」。雖然環境接近絕對零度,但真空狀態下熱能無法對流,晶片廢熱若排不出去,衛星將瞬間燒燬,此外「重量」也是目前太陽能板須克服的難題!
第三代太陽能「鈣鈦礦」太陽能電池
當矽晶太陽能還卡在 26% 的量產天花板時,鈣鈦礦已展現出 30%至40% 的驚人潛力。這項技術不僅打破了物理想像,更被視爲目前全球太陽能生產中最頂尖、最具威脅性的『黑科技』,元晶(6443)2024年時曾預告,2034年轉換效率有望逼近40%,而鈣鈦礦太陽能電池又是如何組成呢?
1.第一層:透明導電玻璃(讓光進來)這是一個會導電的玻璃,它必須是透明的,讓太陽光照進去,同時保護裡面的東西。
2.第二層:電子傳輸層(電子傳輸層) 這層像是一個「單向感應門」,只准負電(電子)跑過去,不準正電過來。
3.第三層(核心):鈣鈦礦塗層,這是最重要的主角!當太陽光照射到這層時,會吸收太陽的光子併產生電子。
4.第四層:電能傳輸層(正電單行道)這也是一個單向門,但它只准正電跑過去。
5.第五層:金屬背蓋(電極) 通常是金、銀、銅做的,負責把跑過來的電收集起來,接上電線就能讓燈泡發亮。
且重量僅爲傳統太陽能板的十分之一,發電效率更佳! 由於鈣鈦礦材料具有極強的吸光能力,僅需數百奈米的厚度就能捕捉大量陽光,這使得它能以「薄膜」形式呈現,擺脫了傳統矽晶面板沈重的玻璃與支架負擔。
目前,這項技術已成爲日本積極研究的領域。日本政府已將鈣鈦礦太陽能電池視爲實現淨零碳排的戰略物資,由理光(Ricoh)、積水化學(Sekisui Chemical)等大廠領軍,並與 JAXA(日本宇宙航空研究開發機構)合作,目標將其推向建築外牆、汽車頂部甚至外太空。
臺灣大廠元晶(6443)也已積極卡位,董事長廖國榮日前明確表示,太陽能將邁入「量子時代」,預計透過「鈣鈦礦疊加 TOPCon」的量子疊層技術,打破矽晶物理極限。元晶計劃將於 2028 年開始量產相關產品,正式拉開第三代太陽能革命的序幕。
太空資料中心的「應許材料」:爲什麼鈣鈦礦在宇宙更穩定?
雖然在地球上,鈣鈦礦因極度怕水、怕氧氣、怕熱,而被視爲「嬌貴」的明日之星,但在外太空,這項缺陷反而成爲它展現強大韌性的轉機。
解開「融化之謎」:真兇其實是氧氣
過去,科學家對於鈣鈦礦在光照下迅速降解(融化)的現象感到困惑。但根據《SciTechDaily》的最新報導,跨國研究團隊發現導致結構瓦解的真兇不是光,也不是熱,而是「超氧化物(Superoxide Radicals)」。當氧分子滲入結構並與光照激發的電子結合時,會產生極具破壞力的自由基,像拉開拉鍊般讓鈣鈦礦晶格迅速解體。
這項發現讓太空資料中心展現了絕對的優勢:太空中既沒有水氣,也沒有氧氣。 這意味着導致鈣鈦礦「融化」的化學連鎖反應,在真空中幾乎不會發生。少了這兩大天敵,鈣鈦礦在太空中的穩定性將遠高於地表,成爲建構「太空算力叢集」的最佳選擇。
雖然科學家已能針對地球環境設計「鈍化層」來中和超氧化物、清除商業化障礙,但直接將戰場搬向宇宙,似乎是讓這項「黑科技」發揮最大效能的最短路徑。
太空中的奇蹟:輻射損傷後的「自愈能力」
更令人振奮的是,鈣鈦礦在太空環境展現了驚人的韌性。雖然宇宙輻射會損傷晶體,但研究發現,鈣鈦礦電池在受損後,只要經過「熱真空中退火」處理,也就是在真空中加熱,它的晶體結構就能自我修復,恢復原始效率。這種「自愈」特性,讓它比傳統矽晶更適合長期部署在極端的太空環境中。
AI 晶片散熱,成了決定成敗的最後一哩路
儘管鈣鈦礦解決了能源與重量,但最燙的熱源來自瘋狂運算的 AI 晶片。在真空環境下,沒有空氣可以對流散熱,「輻射散熱材料」成了救命關鍵:
1.輻射冷卻技術: 這類散熱材料能將晶片的廢熱轉化爲紅外線「廣播」回太空。
2.極低熱阻介面: 透過極薄的噴塗或材料包覆,讓熱能迅速傳導至輻射層,不讓晶片過熱。
3.光譜管理: 區分發電光與致熱光,從源頭減少熱能堆積。
臺股供應鏈的卡位戰,材料股還可以選誰?
在這場競賽中,除了達興材料(5234)之外,然有掌握「散熱材料」與「特化配方」的公司值得留意:
.中釉 (1809) :散熱與基材黑馬: 除了開發熱輻射散熱材料解決晶片排熱,其新開發的低介電玻璃及電子級玻璃材料,成功將應用從傳統建材延伸至半導體產業。此外,中釉投入的固態電解質隔離膜材料,更補足了太空資料中心對安全、穩定儲能系統的需求。
.長興 (1717): 主要生產樹脂、電子材料、光阻劑等功能性化學材料研發,近年在高階半導體封裝材料貢獻度逐季成長,此外,與液態金屬專家「宇晨材料」展開深度技術合作。這場強強聯手的核心,在於結合長興的製造優勢與宇晨的液態金屬導熱技術,共同開發出高熱傳導率(高 K 值)的導熱界面材料 (TIM),液態金屬導熱膠, 針對 AI 晶片的高發熱量,開發高 K 值導熱凝膠與相變化材料。 包含沒浸式導熱膏(Grease)及多種高階封裝材料,被市場認爲最有望提供太空的散熱解決方案。
太空AI概念股!股價暴衝後,營收何時落袋?
近日市場對「太空 AI」與「第三代太陽能」題材趨之若鶩,多檔太陽能與特化股表現暴衝。然而,投資人必須冷靜釐清:真實的受惠程度,目前仍處於「願景大於實質」的階段。
儘管鈣鈦礦技術在實驗室與低軌道測試中展現了驚人潛力,但由於目前量產技術仍不成熟,若 SpaceX 等巨頭在短期內仍被迫採用傳統矽晶太陽能板,極高的發射成本(傳統板子重達 15 公斤)將使「太空資料中心」的經濟效益大打折扣。換言之,太空算力的商用化,取決於三個缺一不可的物理條件:輕量化、熱輻射散熱材料、 發射成本的臨界點,也許馬斯克可望先執行,但Google需等待發射成本壓低至預期的經濟規模,纔可能大幅執行。
總結來說,這項題材要對臺廠營收產生大幅度的實質貢獻,2028 年將是關鍵的轉折觀測點。臺廠供應鏈纔算真正從「題材股」轉型爲「營收股」。在星際 AI 時代的紅利正式噴發前,建議投資人密切追蹤發射載荷的成本走勢與材料實測數據,以長線眼光卡位,切莫在短線激情中過度追高太陽能族羣。
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