廢料重生 迎向循環經濟

在高科技產業高速運轉的背後，一場安靜卻深遠的綠色革命正在半導體領域悄悄發酵。以電動車、5G基地台與新一代電力裝置為核心應用的碳化矽（SiC）半導體，是近年最受矚目的材料之一，其製造過程中產生的廢料，不再只是難以處理的副產品，而被賦予了全新價值，其中蘊含高純度SiC粉末與「鑽石級」的研磨材料，成為循環經濟的新資源。

SiC因為擁有極高的耐壓與耐熱特性，成為第三類半導體的代表材料。然而，在晶錠切割、研磨與拋光等製程中，材料損耗率高達四成。由於SiC莫氏硬度為9，僅低於鑽石（莫氏硬度10），必須使用鑽石粉進行加工，使得廢料中混有高價值的奈米級SiC與鑽石粉。但由於粒徑細小、混合複雜，過去缺乏高效技術可加以分離，多半只能送交處理廠掩埋，造成資源浪費與環境壓力。

為協助我國高科技產業提升原料自主性、落實循環經濟，經濟部產業技術司推動「固態磨料高值循環技術」科技專案，由工研院研發出低碳高效分離技術，成功從SiC製程廢料中高純度回收鑽石粉與SiC粉末。

其核心突破在於兩項創新技術：一是能夠在常溫環境下，用一種特殊的「高效分選劑」選擇性地將鑽石粉捕獲至油水乳化液中，並使SiC滯留於水中，整個過程無二次汙染，分選劑還能重複使用。

二是具有微米孔洞的高精度「親油疏水膜過濾膜」，當前述含有鑽石粉的油水乳化液流過此濾膜時，立即破乳化分離油與水，且讓鑽石粉與水沿著傾斜的膜面滑落到下方蒐集管路，就這樣輕易地回收得到純度高達99%的鑽石粉，且整體回收率逾九成。整體回收製程不需高溫與強酸鹼，符合綠色製程標準，並已成功克服過去因原料高硬度、粒徑細小及混合物性複雜所導致之回收瓶頸，有效轉化為高附加價值原物料，幫助我國產業更有效率地善用資源，轉化為高附加價值原物料。

這些高純度回收材料未來可廣泛應用於高值工業製品。SiC粉末可依純度與粒徑差異，應用於陶瓷模具、加熱元件、汽車煞車碟盤與密封元件等，增強耐熱與耐磨性能；鑽石粉則可再製成鑽石切割線、研磨盤或切削液等精密工具，回歸高階加工產業使用鏈。

目前已與晶圓公司展開合作，預計把回收鑽石粉再導入應用於切割製程中。未來將技術移轉予環保資源業者，協助建構完整的回收產線與品質驗證平台。預計隨著SiC基板產能成長，每年可減少約800噸廢料，創造高達新台幣25億元潛在產值。

這項技術的落地，不僅為台灣半導體業帶來高附加價值原料的新來源，也強化面對國際原料供應風險的韌性。在全球關注環保與淨零排放的趨勢下，回收與再利用不只是降低成本的手段，更是產業邁向永續的必要選擇。透過打造完整循環鏈，台灣不僅能在半導體製程創新中站穩領先地位，也能在綠色產業發展上走出自主新局。（作者是工研院綠色能源與環境研究所所長）