Semiconductors เซมิคอนดักเตอร์ในอุตสาหกรรมสีเขียว

- Advertisement -

27 มิถุนายน 2569

Semiconductors in Green Industry

“….เซมิคอนดักเตอร์ มีบทบาทสำคัญยิ่งในเศรษฐกิจพลังงานสะอาด และการเปลี่ยนผ่านพลังงาน โดยการสร้างแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด และการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน….”

เซมิคอนดักเตอร์ หรือสารกึ่งตัวนำ Semiconductors คือ กระดูกสันหลังที่มองไม่เห็นของอุตสาหกรรมสีเขียว Invisible Backbone of the Green Industry .. พวกมัน เป็นส่วนประกอบสำคัญ Critical Components ที่ทำให้สามารถควบคุม แปลง และจัดการพลังงานหมุนเวียน Harness, Convert & Manage Renewable Energy, ขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้า Power Electric Vehicles: EVs รวมทั้งสร้างโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้า และโครงสร้างพื้นฐานอัจฉริยะที่ประหยัดพลังงาน Build Smart, Energy – Efficient Grids & Infrastructure ได้เป็นอย่างดี จะขาดพวกมันไม่ได้ สรุปเป็นประเด็นสำคัญ ดังนี้ :-

Semiconductors / Renewable Energy Check – In / Semiconductor Shortage & Investment | Credit: Nasdaq

1. ระบบประสาทของเทคโนโลยีสีเขียว The Nervous System of Green Technologies : หากไม่มีเซมิคอนดักเตอร์ Without Semiconductors การเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสะอาดทั่วโลก Global Transition to Clean Energy จะเป็นไปไม่ได้ Impossible ทั้งนี้ การใช้งานเฉพาะของเซมิคอนดักเตอร์ Specific Applications of Semiconductors ได้แก่ :-

– การผลิตพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Generation : แผงโซลาร์เซลล์ Solar Panels และกังหันลม Wind Turbines ใช้ชิปพิเศษในการแปลงพลังงานดิบ Use Specialized Chips to Convert Raw Energy จากแสงอาทิตย์ Sun Light และลม Wind ให้เป็นกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้ Usable Electricity และส่งเข้าสู่ระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าอย่างปลอดภัย Safely Feed it into the Power Grids ..

– รถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs : รถยนต์ไฟฟ้า EVs พึ่งพาไมโครชิป Microchips อย่างมากในการจัดการประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ Manage Battery Efficiency, ควบคุมการส่งพลังงานจากแบตเตอรี่ไปยังมอเตอร์ Regulate Power Delivery from the Battery to the Motors และรองรับการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน Support Regenerative Braking .. ทั้งนี้ รถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs แต่ละคันอาจใช้ไมโครชิป Microchips ที่เป็นแผงวงจรขนาดเล็กที่รวมเอาเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors มากมายมาสร้างเป็นวงจรรวม Integrated Circuit: IC ตั้งแต่หลัก 100 ถึงกว่า 1,000 ตัว ซึ่งมากกว่ารถยนต์ใช้น้ำมันทั่วไป Regular Gasoline – Powered Cars อยู่ที่ 2 – 3 เท่า เนื่องจากต้องใช้ไมโครชิป Microchips เหล่านี้ ควบคุมระบบขับเคลื่อน และการจัดการพลังงานที่ซับซ้อน ..

– โครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าอัจฉริยะ Smart Grids : เซมิคอนดักเตอร์ไฟฟ้ากำลัง Power Semiconductors จะกำหนดเส้นทางกระแสไฟฟ้าอย่างชาญฉลาดไปยังจุดที่ต้องการมากที่สุด, ลดการสูญเสียในการส่งจ่าย Minimizing Transmission Losses และปรับสมดุลอุปทานกับความต้องการแบบเรียลไทม์ตามเวลาจริง Balancing Supply with Demand in Real – Time ..

Comprehensive AI – Driven Smart Grid Ecosystem with Advanced Integration & Distributed Intelligence | Credit: ScienceDirect

2. วัสดุที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนผ่านสู่เทคโนโลยีสีเขียว The Materials Driving the Green Transition : วัสดุใหม่ที่เรียกว่า “เซมิคอนดักเตอร์แถบพลังงานกว้าง Wide Bandgap Semiconductors” กำลังผลักดันขอบเขตของเทคโนโลยีสีเขียว Boundaries of Green Tech โดยการทำงานที่แรงดัน ความถี่ และอุณหภูมิที่สูงกว่าซิลิคอนแบบดั้งเดิมมาก Operating at Much Higher Voltages, Frequencies & Temperatures than Traditional Silicon: ₁₄Si ดังนี้ :-

– ซิลิคอนคาร์ไบด์ Silicon Carbide: SiC : พวกมัน ถูกนำมาประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ไฟฟ้า EV Drivetrains และสถานีชาร์จเร็ว Fast – Charging Stations เพื่อเพิ่มระยะทางการขับขี่ Increase Driving Range และลดเวลาในการชาร์จ Reduce Charging Times ..

– แกลเลียมไนไตรด์ Gallium Nitride: GaN : พวกมัน ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในตัวแปลงไฟฟ้าประสิทธิภาพสูง High – Efficiency Power Adapters และโครงสร้างพื้นฐานของระบบสายส่งกำลังไฟฟ้า Power Grid Infrastructure โดยสามารถลดการสูญเสียพลังงาน Reducing Energy Waste ในระหว่างกระบวนการแปลงพลังงาน Power Conversion Process ได้อย่างมีนัยสำคัญ ..

3. ความขัดแย้งในประเด็นเทคโนโลยีสะอาดที่สกปรก Paradox of The “Dirty” Clean Tech : ในขณะที่ไมโครชิป Microchips และเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors มีความสำคัญยิ่งยวดต่อความยั่งยืน Critical Importance to Sustainability หากแต่ในกระบวนการผลิตชิป Chips Manufacturing Process นั้น ใช้ทรัพยากรอย่างมาก Notoriously Resource – Intensive .. โรงงานผลิต Fabrication Plants: Fabs ใช้ปริมาณน้ำ และพลังงานไฟฟ้าปริมาณมหาศาล Consume Massive Amounts of Water & Electricity และปล่อยก๊าซเรือนกระจก Emit Greenhouse Gases: GHGs มาพร้อมด้วย ดังนั้นเพื่อแก้ไขปัญหานี้ ภาคอุตสาหกรรมสีเขียว Green Industry Sector จึงลงทุนอย่างมากในการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม Heavily Investing in Green Manufacturing ด้วยมาตรการต่าง ๆ สรุปได้ดังนี้ :-

– พลังงานหมุนเวียน Renewables และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน Energy Efficiency : การเปลี่ยนโรงงาน Transitioning Facilities ให้หันไปใช้พลังงานหมุนเวียนทั้งหมด Run Entirely on Renewable Energy และการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานในกระบวนการผลิต Improving Energy Efficiency in Manufacturing Processes ให้สูงขึ้น คือ มาตรการจำเป็นที่ขาดไม่ได้จากนี้ไป ..

– การรีไซเคิลน้ำ Water Recycling : การสร้างระบบวงปิด Building Closed – Loop Systems เพื่อนำน้ำบริสุทธิ์พิเศษกลับมาใช้ซ้ำอย่างต่อเนื่อง Continuously Reuse Ultrapure Water ในขั้นตอนการกัด และทำความสะอาดในการผลิตชิป Etching & Cleaning Phases of Chip Production ..

– การลดการปล่อยมลพิษ Emissions Reduction : การทยอยเลิกใช้ก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพสูง Phasing Out Highly Potent Greenhouse Gases เช่น ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ Sulfur Hexafluoride: SF₆ และการใช้ระบบบำบัด Utilizing Abatement Systems เพื่อทำความสะอาดก๊าซพิษก่อนปล่อยออกมา Clean Toxic Gases Before they are Released รวมไปถึงการกำจัดก๊าซพิษด้วยมาตรการปลายปล่อง End – of – Pipe Treatment ซึ่งหมายถึง กระบวนการบำบัด และดักจับมลพิษทางอากาศขั้นสุดท้าย Final Air Pollution Treatment & Capture Processes ไปพร้อมด้วย เป็นต้น ..

4. เศรษฐกิจหมุนเวียน และกฎระเบียบห่วงโซ่อุปทาน Circular Economy & Supply Chain Regulations : กรอบการกำกับดูแล Regulatory Frameworks และมาตรฐานระดับโลก Global Standards กำลังผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปสู่ “รอบวงจรชีวิตหมุนเวียนในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ Circular Lifecycles in Electronics” ซึ่งหมายถึง การเปลี่ยนผ่านจากระบบเส้นตรง “ผลิต – ใช้ – ทิ้ง Produce – Use – Dispose” ไปสู่ “ระบบวงปิด Closed Loop System” โดยมุ่งเน้นการออกแบบ Design, การใช้ซ้ำ Reuse, การซ่อมแซม Repair และการรีไซเคิล Recycling เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ และวัสดุคงอยู่ในระบบเศรษฐกิจได้ยาวนานที่สุด สรุปได้ดังนี้ :-

– การทำเหมืองหาวัตถุดิบในเมือง และขยะอิเล็กทรอนิกส์ Urban Mining & E – Waste : แทนที่จะพึ่งพาการสกัดขั้นต้นทั้งหมดจากการขุดทำเหมืองแร่ ปัจจุบัน มีแรงผลักดันที่เพิ่มขึ้นในการกู้คืนธาตุหายาก Growing Push to Recover Rare Earth Elements, ลิเธี่ยม Lithium: ₃Li, แกลเลียม Gallium: ₃₁Ga, อินเดียม Indium: ₄₉In และโลหะมีค่า Precious Metals เช่น ทองคำ Gold: ₇₉Au, เงิน Silver: ₄₇Ag, นิกเกิล Nickel: ₂₈Ni, โคบอลต์ Cobalt: ₂₇Co และแพลทินัม Platinum: ₇₈Pt เป็นต้นจากไมโครอิเล็กทรอนิกส์สิ้นสภาพที่ถูกทิ้งเป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์ Discarded Microelectronic Waste ..

– หนังสือเดินทางดิจิทัลสำหรับแบตเตอรี่ และส่วนประกอบ Digital Battery & Component Passports : กฎระเบียบด้านความโปร่งใสที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ Emerging Transparency Regulations จะติดตามรอยเท้าทางสิ่งแวดล้อม Environmental Footprint, แหล่งกำเนิดวัสดุ Material Origin และปริมาณวัสดุรีไซเคิลของส่วนประกอบ Recycled Content of a Component ตั้งแต่การสกัดวัตถุดิบ Raw Extraction, การผลิต Manufacturing ไปจนถึงการกำจัดเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน End – of – Life Disposal ..

– ความโปร่งใสในขอบเขตที่สาม Scope 3 Transparency : หมายถึง การที่องค์กรเปิดเผยข้อมูลปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางอ้อมทั้งหมดที่เกิดขึ้นตลอดห่วงโซ่คุณค่า Value Chain ทั้งต้นน้ำ และปลายน้ำ ซึ่งอยู่นอกเหนือการควบคุมโดยตรงขององค์กรเอง แต่เกี่ยวข้องกับการดำเนินธุรกิจ .. ผู้ซื้อเทคโนโลยีรายใหญ่ Major Tech Buyers เช่น บริษัท Apple ซึ่งตั้งเป้าหมายห่วงโซ่อุปทานที่เป็นกลางทางคาร์บอน 100 % ภายในปี 2573 กำลังกำหนดให้ซัพพลายเออร์เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Suppliers ตรวจสอบรอยเท้าคาร์บอนต้นน้ำของตน Verify their Upstream Carbon Footprints ซึ่งผลักดันให้เกิดการลดคาร์บอนอย่างลึกซึ้ง Driving Deep Decarbonization ลงไปจนถึงผู้จำหน่ายสารเคมี และวัตถุดิบ Chemical & Raw Material Vendors ..

Semiconductor Revolution Needs Reliable Renewable Energy Supply | Credit: Eurasia Times

ด้วยข้อสรุปสุทธิเชิงบวก Net – Positive Takeaway ซึ่งนั่นหมายถึง แม้ว่าโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Fabrication Plants: Fabs แต่ละแห่งอาจจะดูเหมือนสร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในพื้นที่สูงก็ตาม แต่ “รอยมือ Handprint” โดยรวมของไมโครชิป Microchips ที่ผลิตขึ้น โดยการเพิ่มประสิทธิภาพโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าทั่วโลก Optimizing Global Power Grids, การสนับสนุนรถยนต์ไฟฟ้า Enabling Electric Vehicles: EVs และการทำให้เครื่องจักรในอุตสาหกรรมมีประสิทธิภาพ Making Industrial Machinery Efficient นั้น สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก Reduce Global Emissions ได้ในปริมาณที่มากกว่ารอยเท้าคาร์บอนจากการดำเนินงานของอุตสาหกรรมเองอย่างมีนัยสำคัญ Significantly Outweighs the Industry’s Own Operational Carbon Footprint ..

ทั้งนี้ ข้อมูลการศึกษาวิจัยของสมาคมอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ระดับโลก Semiconductor Industry Association: SIA ชี้ว่า ภาพรวมอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ และไมโครชิป Semiconductor & Microchip Industry สร้างผลประโยชน์สุทธิ Net Carbon Benefit ต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมหาศาล แม้กระบวนการผลิตจะใช้พลังงานสูง Manufacturing Process is Energy – Intensive แต่เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ที่ถูกนำไปใช้ในอุปกรณ์ และโครงสร้างพื้นฐานทั่วโลก สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก Reduce Greenhouse Gas: GHG Emissions ได้มากกว่ารอยเท้าคาร์บอนจากการดำเนินงานของอุตสาหกรรมเอง Operational Carbon Footprint of the Industry Itself ถึงประมาณ 10 เท่า ..

บทบาทของเซมิคอนดักเตอร์ Role of Semiconductors ในการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition ..

เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors คือ เทคโนโลยีพื้นฐาน Foundational Technology ที่สำคัญยิ่งต่อการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสีเขียว และพลังงานสะอาดทั่วโลก Critical for the Global Transition to Green & Clean Energy .. พวกมัน ทำหน้าที่เป็น “มันสมอง Brains” ของระบบพลังงานสมัยใหม่ Modern Energy Systems ช่วยให้การผลิต การจัดเก็บ และการกระจายกำลังไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนมีประสิทธิภาพ Efficient Generation, Storage & Distribution of Renewable Power .. หากปราศจากพวกมัน การควบคุม และใช้ประโยชน์พลังงานจากแหล่งต่าง ๆ เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม Solar & Wind Energy อย่างมีประสิทธิภาพก็จะเป็นไปไม่ได้ ..

การเปลี่ยนผ่านครั้งนี้ ไม่เพียงแต่เปลี่ยนรูปแบบการใช้พลังงาน Not only Transforms Energy Usage Patterns เท่านั้น แต่ยังสร้างห่วงโซ่อุปทานใหม่ทางอุตสาหกรรมในระดับภูมิภาค Establishes New Regional Industrial Supply Chains ที่ต่างออกไปจากเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels ซึ่งประเทศไทย Thailand ก็กำลังมุ่งเน้นการสร้างระบบนิเวศอุตสาหกรรมนี้ ตั้งแต่ศูนย์ทดสอบ Testing Centers ไปจนถึงการพัฒนาชิปจัดการพลังงาน Development of Power Management Chips มาพร้อมด้วยเช่นกัน ..

ทั้งนี้ หากการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสีเขียว Green Energy Transition เปรียบเสมือนบทเรียนกายวิภาคศาสตร์ Anatomy Lesson แหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม Solar & Wind Energy เป็นต้นนั้น ก็เปรียบเสมือนปอด Lungs ขณะที่การคมนาคมด้วยกำลังไฟฟ้า Electric Mobility ก็เปรียบเสมือนกล้ามเนื้อ Muscles และเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ก็เปรียบเสมือนระบบประสาทส่วนกลาง Central Nervous System .. ความท้าทายพื้นฐานของการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Fundamental Challenge of the Energy Transition ได้แก่ “การเปลี่ยนออกไปจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีความเสถียร และสามารถควบคุมได้ Moving Away from Steady & Dispatchable Fossil Fuels” ไปสู่ “ระบบนิเวศที่ขับเคลื่อนด้วยกำลังไฟฟ้า Electricity – Dominated Ecosystem” ซึ่งมีความแปรปรวน Variance, กระจายศูนย์ Decentralization และเป็นแบบ 2 ทิศทาง Two – Way Nature โดยเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors คือ เทคโนโลยีหลักที่ช่วยจัดการความซับซ้อน Key Technologies for Managing Complexity นี้ ด้วยการควบคุมวิธีการผลิต Controlling the Generation, การจัดเก็บ Storage, การกระจายส่งจ่าย Distribution และการบริโภคพลังงานสะอาด Consumption of Clean Energy สรุปเป็นประเด็นสำคัญได้ดังนี้ :-

1. การผลิตพลังงาน และการควบคุมพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ Generation & Taming Intermittent Energy : แผงโซลาร์เซลล์ Solar Panels ผลิตไฟฟ้ากระแสตรง Direct Current: DC โดยธรรมชาติ ในขณะที่กังหันลม Wind Turbines ผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ Alternating Current: AC ที่แปรผันได้ เนื่องจากลม Wind ไม่ได้พัดด้วยความเร็วคงที่ ซึ่งทั้ง 2 อย่างนี้ ไม่สามารถเสียบเข้ากับโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าแบบดั้งเดิม Traditional Electrical Grids ได้โดยตรง ส่งผลให้เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ต้องเข้ามาจัดการกับปัญหาความซับซ้อนนี้ ได้แก่ :-

Various Renewable Energy Source Type | Credit: WTS Energy / ResearchGate GmbH

– การปฏิวัติอินเวอร์เตอร์ The Inverter Revolution : โมดูลเซมิคอนดักเตอร์ไฟฟ้ากำลัง Power Semiconductor Modules เช่น อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำประเภททรานซิสเตอร์ ซึ่งได้แก่ Metal – Oxide – Semiconductor Field – Effect Transistors: MOSFETs และ Insulated – Gate Bipolar Transistors: IGBTs เป็นต้นนั้น จะทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด – ปิดอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง Ultra – Fast Electronic Switches .. พวกมัน ตัด คัดกรอง และปรับรูปร่างกระแสไฟฟ้าดิบที่ไม่เสถียร Slice, Filter & Reshape Raw, Unstable Electricity ให้กลายเป็นคลื่นกระแสสลับที่แม่นยำ และซิงโครไนซ์ กับโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ Precise, Grid – Synchronous AC Wave ได้อย่างยอดเยี่ยม ..

– การติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด Maximum Power Point Tracking: MPPT : ไมโครคอนโทรลเลอร์ Microcontrollers ทำงานกับอัลกอริทึมขั้นสูง Advanced Algorithms ภายในอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ Solar Inverters เพื่อปรับโหลดไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง .. สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่า แผงโซลาร์เซลล์ Solar Panels ทำงานที่ประสิทธิภาพสูงสุดเสมอ และดึงกำลังไฟฟ้าสูงสุดที่เป็นไปได้ Extracting the Maximum Possible Wattage โดยไม่คำนึงถึงเมฆที่ลอยผ่าน หรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เป็นต้น ..

2. การส่งจ่ายพลังงาน และการปรับสมดุลโครงข่ายไฟฟ้าแบบไดนามิก Transmission & Balancing a Dynamic Grids : ในอดีต โครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้า Power Grids ถูกออกแบบมาสำหรับการไหลทางเดียว One – Way Traffic .. พลังงานไฟฟ้า ไหลจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน หรือโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ Giant Coal or Hydropower Plants ไปยังผู้บริโภค ขณะที่ระบบสายส่งส่งกำลังไฟฟ้าในปัจจุบัน Today’s Power Grids ต้องรองรับการผลิตกำลังไฟฟ้ารูปแบบกระจาย เช่น แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาบ้านในครัวเรือนหลายล้านหลัง Millions of Residential Rooftop Solar Arrays เพื่อส่งพลังงานไฟฟ้ากลับเข้าสู่ระบบสายส่ง ตัวอย่างเช่น :-

– ไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง High – Voltage Direct Current: HVDC : เนื่องจากแหล่งพลังงานลม และแสงอาทิตย์ Wind & Solar Resources ที่ดีที่สุดมักตั้งอยู่ห่างไกลจากชุมชนเมือง เช่น ฟาร์มกังหันลมกลางทะเล หรือทะเลทราย Offshore Wind Farms or Deserts เป็นต้น ส่งผลให้พลังงานไฟฟ้า ต้องเดินทางไปเป็นระยะทางไกลลิบลิ่ว .. สายส่งไฟฟ้ากระแสสลับแบบดั้งเดิม Traditional Alternating Current: AC Lines สูญเสียพลังงานมหาศาลในระยะทางไกล .. วาล์วเซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่ Massive Semiconductor Valves ช่วยให้สามารถส่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง High – Voltage Direct Current: HVDC ได้ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการขนส่งได้มากถึง 30 % ..

– อินเวอร์เตอร์สร้างโครงข่าย Grid – Forming Inverters : เมื่อกังหันลมแบบหมุนเชิงกล Mechanical Spinning Turbines ซึ่งช่วยรักษาเสถียรภาพความถี่ของโครงข่ายระบบสายส่งโดยธรรมชาติผ่านแรงเฉื่อย Naturally Stabilize the Grid’s Frequency via Inertia ก่อนหน้านี้ ถูกปลดระวาง เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าขั้นสูง Advanced Power Semiconductors จะเข้ามาแทนที่ โดยใช้การสวิตช์ความถี่สูง High – Frequency Switching เพื่อจำลองแรงเฉื่อยนี้ในรูปแบบดิจิทัล Mimic this Inertia Digitally, รักษาเสถียรภาพของโครงข่าย Maintaining Grid Stability และป้องกันไฟฟ้าดับ Preventing Blackouts ..

3. การจัดเก็บ และการจัดการบัฟเฟอร์ทางเคมีไฟฟ้า Storage & Managing Electrochemical Buffers : เนื่องจากดวงอาทิตย์ตก และลมสงบลง โครงข่ายระบบสายส่งพลังงานสะอาด Clean Energy Grids จึงต้องการระบบจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ Massive Energy Storage Systems: EESs .. อย่างไรก็ตาม เซลล์แบตเตอรี่หลายพันเซลล์ Thousands of Battery Cells ที่ต่อเข้าด้วยกันอาจไม่เสถียรได้ง่าย .. ทั้งนี้ หลักการพื้นฐานแล้ว ในอุตสาหกรรม Semiconductors และ Micro / Nanotechnology นั้น กระแสไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำ Electric Current in Semiconductors เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน และโฮล Movement of Electrons & Holes เมื่อนำมาประยุกต์ใช้กับไฟฟ้าเคมี Electrochemistry สารละลายบัฟเฟอร์ Buffer Solutions จะมีหน้าที่ในการรักษาสมดุลของประจุ Electroneutrality และรักษาค่าความเป็นกรดด่าง หรือความเข้มข้นของไอออนให้คงที่ Keep pH or Ion Concentration Constant เพื่อให้ตัวอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ Semiconductor Device ทำงานได้ตามประสิทธิภาพสูงสุด สรุปได้ดังนี้ :-

– การเพิ่มประสิทธิภาพระดับเซลล์ Cell – Level Optimization : วงจรรวมการจัดการพลังงาน Power Management Integrated Circuits: PMICs เฝ้าตรวจแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็ก Monitor the Micro – Voltage, สถานะการชาร์จ State – of – Charge และอุณหภูมิของเซลล์แต่ละเซลล์ Temperature of Individual Cells .. หากเซลล์ใดเซลล์หนึ่งเสื่อมสภาพ หรือร้อนเกินไป ชิป Chips จะบายพาส หรือปรับสมดุลเซลล์นั้น Dynamically Bypass or Balance It โดยอัตโนมัติ เพื่อป้องกันการเกิดความร้อนสูงเกินไป Prevent Thermal Runaway ..

– การไหลแบบ 2 ทิศทาง Bi – Directional Flow : สารกึ่งตัวนำ Semiconductors ช่วยให้การแปลงพลังงานเป็นแบบ 2 ทิศทาง .. พวกมัน จัดการการเปลี่ยนจากกระแสสลับจากโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าให้เป็นกระแสตรงของชุดแบตเตอรี่ Transition from Grid AC to Battery DC ได้อย่างราบรื่นในช่วงเวลาที่มีแสงแดดสูงสุด และเปลี่ยนทิศทางกลับทันที Flip the Direction Instantly เพื่อปล่อยพลังงานไฟฟ้า เมื่อความต้องการเพิ่มสูงขึ้นในตอนเย็น ..

4. การบริโภค และการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานขั้นสุดท้ายให้สูงสุด Consumption & Maximizing End – Use Efficiency : เสาหลักสุดท้ายของการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Final Pillar of the Energy Transition คือ การแทนที่การบริโภคเชื้อเพลิงฟอสซิล Replacing Fossil – Fuel Consumption ด้วยทางเลือกไปใช้กำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง Highly Efficient Electric Alternatives ดังนี้ :-

– การขับเคลื่อนการขนส่งด้วยกำลังไฟฟ้า Electric Mobility : ในรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs นั้น อินเวอร์เตอร์ขับเคลื่อน Traction Inverters จะกำหนดว่า พลังงานจากแบตเตอรี่ Battery Energy จะส่งไปถึงล้อรถมากน้อยเพียงใด .. การเปลี่ยนออกไปจาก “ชิปซิลิคอนแบบดั้งเดิม Transitioning from Traditional Silicon: ₁₄Si” ไปเป็น “ชิปซิลิคอนคาร์ไบด์ Silicon Carbide: SiC” ช่วยลดการสูญเสียพลังงานในการแปลงพลังงานได้มากถึง 70 % ทำให้ระยะทางการวิ่งของรถยนต์ไฟฟ้า EV’s Range เพิ่มขึ้นประมาณ 5 – 10 % โดยใช้ชุดแบตเตอรี่ขนาดเท่าเดิม ..

– การลดคาร์บอนในภาคอุตสาหกรรม Industrial Decarbonization : ตัวควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์แบบแปรผัน Variable Speed Drives: VSDs ที่ขับเคลื่อนด้วยเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors กำลังเข้ามาแทนที่มอเตอร์ไฟฟ้าความเร็วคงที่ Replacing Fixed – Speed Electric Motors ในอุตสาหกรรมหนัก Heavy Industry และระบบปรับอากาศ Heating Ventilation & Air Conditioning: HVAC Systems โดยการปรับความเร็วของมอเตอร์ให้ตรงกับภาระงานจริงแบบเรียลไทม์ .. ชิปเหล่านี้ ช่วยลดการใช้พลังงานของมอเตอร์อุตสาหกรรม Cut an Industrial Motor’s Energy ลงได้มากถึง 50 % ..

– โครงสร้างพื้นฐานอัจฉริยะ Smart Infrastructure : ไมโครคอนโทรลเลอร์ Microcontrollers และชิปประมวลผล หรือโปรเซสเซอร์ที่ติดตั้งอยู่บนอุปกรณ์ปลายทางในระบบอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง Internet of Things: IoT Edge Processors ช่วยให้เครื่องใช้ไฟฟ้า Appliances, ปั๊มความร้อน Heat Pumps และเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า EV Chargers สามารถสื่อสารกับโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้า Communicate with the Utility Grids ได้โดยอัตโนมัติ และชะลอการใช้พลังงานสูงไปยังช่วงเวลาที่พลังงานสะอาด และพลังงานหมุนเวียนมีราคาถูกที่สุด และมีมากที่สุดได้อย่างยอดเยี่ยม ..

ทั้งนี้ ภาพรวมบทบาทของเซมิคอนดักเตอร์ในการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน The Big Picture of the Role of Semiconductor in Energy Transition นั้น องค์การพลังงานระหว่างประเทศ International Energy Agency: IEA เน้นย้ำว่า การบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์สุทธิ Achieving Net – Zero Emissions จำเป็นต้องเร่งประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และการเปลี่ยนไปใช้พลังงานไฟฟ้า Acceleration in Energy Efficiency & Electrification อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน .. ในขณะที่พลังงานสะอาด Clean Energy เป็นตัวให้ศักยภาพ Provides the Capacity แต่เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors คือ ตัวให้สถาปัตยกรรมการควบคุม Control Architecture ที่ทำให้ศักยภาพนั้น ใช้งานได้ Usable, เชื่อถือได้ Reliable และมีประสิทธิภาพในกรอบกว้าง Efficient at Scale ตลอดจนช่วยลดการสูญเสียพลังงานในทุกจุดสัมผัส Reduce Energy Loss at Every Contact Points, เปลี่ยนศักยภาพของพลังงานสะอาดให้ใช้งานได้จริง Transforming the Potential of Clean Energy into Practical, เสถียร Stable และมีประสิทธิภาพในระดับอุตสาหกรรม Efficient Industrial – Scale Applications นั่นเอง ..

การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศไทย Semiconductor Production in Thailand ..

บทบาทของประเทศไทยในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ระดับโลก Thailand’s Role in Global Semiconductor Production นั้น ในอดีตมักมุ่งเน้นไปที่ปลายน้ำของห่วงโซ่อุปทาน Downstream End of the Supply Chain .. อย่างไรก็ตาม ประเทศไทย Thailand ได้เข้าสู่ช่วงเปลี่ยนผ่านอย่างเข้มข้น โดยได้รับการสนับสนุนจากการเปิดตัวแผนงานเซมิคอนดักเตอร์แห่งชาติ จนถึงปี 2593 และวิสัยทัศน์ “ชิปผลิตในประเทศไทย Made – in – Thailand Chips” ปัจจุบัน ประเทศไทย Thailand กำลังยกระดับศักยภาพทางอุตสาหกรรมอย่างแข็งขัน เพื่อก้าวออกไปจาก “การประกอบขั้นพื้นฐาน Basic Assembly” ไปสู่ “การออกแบบที่มีมูลค่าสูง และการผลิตเฉพาะทาง High – Value Design & Specialized Manufacturing” สรุปได้ดังนี้ :-

1. โครงสร้างการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ของไทย The Structure of Thai Semiconductor Production : ปัจจุบัน ผลผลิตไมโครชิปของไทย Thailand’s Microchips กระจุกตัวอยู่ในอุตสาหกรรมรับจ้างประกอบ และทดสอบเซมิคอนดักเตอร์แบบเอาท์ซอร์ส Outsourced Semiconductor Assembly & Test: OSAT และการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง Advanced Packaging ควบคู่ไปกับการขยายตัว Expanding Footprint ในด้านการผลิตแผงวงจรพิมพ์ Printed Circuit Board: PCB Fabrication ประกอบด้วย :-

– ผู้เล่นรายใหญ่ The Heavyweight Players : บริษัทข้ามชาติขนาดใหญ่หลายแห่ง Major Multinational Companies ได้เพิ่มการลงทุนเข้ามาดำเนินงานในประเทศไทย ซึ่งรวมถึงการประกอบชิปพลังงานสำหรับยานยนต์ และอุตสาหกรรม Automotive & Industrial Power Chip Assembly โดยบริษัท Infineon ประเทศเยอรมนี Germany, การบรรจุภัณฑ์แบบอนาล็อก Analog Packaging โดยบริษัท Analog Devices และ Microchip Technology สหรัฐฯ USA และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และเซ็นเซอร์สำหรับผู้บริโภค Optoelectronics & Consumer Sensors โดยบริษัท Sony ประเทศญี่ปุ่น Japan เป็นต้น ..

– การเติบโตอย่างรวดเร็วของแผงวงจรพิมพ์ Printed Circuit Board: PCB Boom : ด้วยแรงผลักดันจากการกระจายห่วงโซ่อุปทาน Supply Chain Diversification ออกไปจากพื้นที่ที่มีความขัดแย้งทางภูมิรัฐศาสตร์ Geopolitical Hotspots .. ประเทศไทย Thailand จึงได้รับเงินลงทุนจำนวนมหาศาลจากบริษัทยักษ์ใหญ่ด้านอิเล็กทรอนิกส์ของจีน และไต้หวัน Chinese & Taiwanese Electronics Giants ซึ่งช่วยเสริมสร้างตำแหน่งของไทยในฐานะศูนย์กลางสำคัญสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ Primary Hub for Electronic Component Substrates ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ Southeast Asia ..

ทั้งนี้ ยังมีบริษัทชั้นนำในอุตสาหกรรมการรับจ้างประกอบ และทดสอบเซมิคอนดักเตอร์ Outsourced Semiconductor Assembly and Test: OSAT และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญอื่น ๆ อีกมากในประเทศไทย ตัวอย่างเช่น :-

– บริษัท สตาร์ส ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ประเทศไทย จำกัด (มหาชน) หรือ STARS Microelectronics Thailand PCL : ตั้งอยู่ที่นิคมอุตสาหกรรมบางปะอิน จ.พระนครศรีอยุธยา เป็นผู้ให้บริการรับจ้างประกอบ และทดสอบเซมิคอนดักเตอร์ OSAT เต็มรูปแบบ ที่มีความเชี่ยวชาญทั้งการประกอบ และทดสอบชิป ..

– กลุ่มบริษัท ฮานา ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ จำกัด (มหาชน) หรือ HANA Microelectronics Public Co., Ltd. : มีโรงงานหลักอยู่ที่ จ.ลำพูน และ จ.อยุธยา เป็นผู้ผลิต OSAT และ Electronics Manufacturing Service: EMS รายใหญ่ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ..

– บริษัท ยูทีเอซี ประเทศไทย หรือ United Test & Assembly Center: UTAC Thai Ltd : ตั้งอยู่ที่นิคมอุตสาหกรรมบางปู จ.สมุทรปราการ เป็นผู้ให้บริการ OSAT ระดับโลกที่เชี่ยวชาญด้านบรรจุภัณฑ์ และทดสอบเซมิคอนดักเตอร์ และถือเป็นหนึ่งในผู้ให้บริการรับจ้างประกอบ และทดสอบชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ และแผงวงจรรวม Integrated Circuit: IC รายใหญ่ในประเทศไทย ..

– บริษัท ไมโครชิพ เทคโนโลยี ไทยแลนด์ จำกัด หรือ Microchip Technology Thailand : ตั้งอยู่ที่ จ.ฉะเชิงเทรา เป็นศูนย์กลางหลักของโลกในการทดสอบคุณภาพ และประกอบชิป โดยปัจจุบัน Microchip Technology Thailand คือ ฐานการผลิตชิ้นส่วน อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ และแผงวงจร เพื่อการส่งออก โดยในประทศไทยมีโรงงานขนาดใหญ่ 2 แห่ง ตั้งอยู่ที่จังหวัดฉะเชิงเทรา ..

2. แผนแม่บท Masterplan 25 ปี “ชิปผลิตในประเทศไทย Made – in – Thailand Chips” : แผนแม่บทเซมิคอนดักเตอร์แห่งชาติ National Semiconductor Roadmap จนถึงปี 2593 ได้กำหนดเป้าหมายระยะยาวในการดึงดูดการลงทุนกว่า 2.5 ล้านล้านบาท หรือ 79 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ และฝึกอบรมบุคลากรที่มีทักษะ อย่างน้อย 230,000 คน ในอีก 25 ปีข้างหน้า กลยุทธ์นี้ แบ่งออกเป็นแนวทางที่ตั้งใจ และเป็นขั้นตอนระยะที่ 1 ปี 2569 – 2573 ด้วยการใช้ประโยชน์จากจุดแข็ง และการวางรากฐาน Leveraging Strengths & Setting Foundations แทนที่จะพยายามแข่งขันในตลาดชิปประมวลผลสมาร์ทโฟนที่มีราคาแพง และล้ำสมัย Trying to Compete in the Hyper – Expensive, Bleeding – Edge Smartphone Processor Race ซึ่งหมายถึง ชิปขนาดต่ำกว่า 3 นาโนเมตร โดยประเทศไทย Thailand มุ่งเป้าไปที่กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีศักยภาพสูง Specific High – Potential Product Groups 5 กลุ่ม ซึ่งสอดคล้องกับจุดแข็งทางอุตสาหกรรมภายในประเทศที่มีอยู่แล้ว เช่น ยานยนต์ Automotive, ศูนย์ข้อมูล Data Centers และเครื่องใช้ไฟฟ้าอัจฉริยะ Smart Appliances ได้แก่ :-

– ชิปพลังงานไฟฟ้า Power Chips : ซึ่งมีความสำคัญสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs และพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy ..

– ชิปเซ็นเซอร์ Sensor Chips : ซึ่งจำเป็นสำหรับระบบอัตโนมัติในยานยนต์ Automotive Automation และ Internet of Thing ในภาคอุตสาหกรรม Industrial IoT ..

– ชิปอนาล็อก Analog Chips : พวกมัน ถูกใช้สำหรับการจัดการพลังงานไฟฟ้า Power Management และการสื่อสารโทรคมนาคม Telecommunications ..

– ชิปโฟโตนิกส์ Photonics Chips : พวกมัน คือ เทคโนโลยีที่ใช้แสง หรือโฟตอน Photon แทนที่กระแสไฟฟ้า หรืออิเล็กตรอน Electron โดยถูกใช้งานสำหรับการส่งข้อมูลขั้นสูง Advanced Data Transmission และใยแก้วนำแสง Fiber Optics ..

– ชิปแบบแยกชิ้น Discrete Chips : พวกมัน คือ ส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับอิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้า Fundamental Building Blocks for Power Electronics โดยอุปกรณ์เหล่านี้ ทำหน้าที่หลักหน้าที่เดียวแบบเฉพาะเจาะจงในการควบคุม ปรับแรงดัน และแปลงพลังงานไฟฟ้า ..

Toshiba Semiconductors Thailand | Credit: Toshiba Semiconductor Thailand Co., Ltd.: TST

ทั้งนี้ เป้าหมายเร่งด่วน Immediate Goal ของไทยสำหรับ ปี 2573 คือ การจัดตั้งบริษัทออกแบบวงจรรวม Integrated Circuits: ICs ในท้องถิ่นอย่างน้อย 100 แห่ง โดยการเปิดตัว National Electronic Design Automation: EDA Cloud ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานบนระบบคลาวด์ระดับชาติ National Cloud Infrastructure ที่ออกแบบมาสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Industries โดยเฉพาะ เพื่อให้วิศวกรในท้องถิ่น Local Engineers สามารถเข้าถึงเครื่องมือ Electronic Design Automation ที่มีราคาแพง รวมถึงการสร้างโรงงานบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงใหม่ New Advanced Packaging Plants อีกอย่างน้อย 10 แห่ง และการจัดตั้งโรงงานผลิตเวเฟอร์ขั้นต้นขนาดเล็กเชิงพาณิชย์แห่งแรกของประเทศ Country’s First Commercial, Small – Scale Front – End Wafer Fabrication Plant ให้สำเร็จได้ในที่สุดก่อนปี 2573 ..

3. การดึงดูดการลงทุนในธุรกิจต้นน้ำ Courting Front – End Investment ในโรงงานผลิตเวเฟอร์ Wafer Fabrication: Fabs : คณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน Board of Investment: BOI กำลังเปลี่ยนกลยุทธ์จาก “มาตรการลดหย่อนภาษีแบบเดิม Standard Tax Incentives” ไปสู่ “การเข้าถึงตลาดโลกอย่างมีเป้าหมาย Targeted Global Outreach” .. รัฐบาลไทย Thai Government ได้เริ่มการเจรจาระดับสูงกับโรงงานผลิตเวเฟอร์รายใหญ่ระดับนานาชาติหลายบริษัทฯ รวมถึงบริษัทจากสหรัฐฯ US – Based GlobalFoundries โดยมีเป้าหมายเพื่อโน้มน้าวให้โรงงานเหล่านี้ เข้ามาตั้งฐานการผลิตเวเฟอร์เฉพาะทาง Specialized Wafer Fabrication Facilities: Fabs ในประเทศไทย ..

ทั้งนี้ เพื่อดึงดูดโรงงานผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ Electronic Components Factories หรือโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่ Large Semiconductor Manufacturing Plants สำหรับทำหน้าที่นำแผ่นเวเฟอร์ หรือแผ่นซิลิคอนดิบ Wafers or Raw Silicon Sheet มาผ่านกระบวนการทางเคมี และแสงที่ซับซ้อน เพื่อสร้างวงจรรวม Integrated Circuits: ICs หรือไมโครชิป Microchips ที่มีมูลค่าหลายพันล้านเหรียญสหรัฐฯ Highly Complex, Multi – Billion – Dollar Facilities เหล่านี้ ประเทศไทยจึงใช้มาตรการต่าง ๆ ดังนี้ :-

– การคุ้มครองภาษีเงินได้นิติบุคคล The 13 – Year CIT Shield : หมายถึง มอบการยกเว้นภาษีเงินได้นิติบุคคล Corporate Income Tax: CIT Exemption สูงสุด 13 ปี สำหรับการผลิตเวเฟอร์ต้นน้ำ Upstream Wafer Fabrication ..

– เงินอุดหนุนโดยตรง Direct Subsidies : หมายถึง การใช้กองทุนอุตสาหกรรมเฉพาะทาง Specialized Industrial Funds เพื่อร่วมลงทุนในการถ่ายทอดเทคโนโลยีที่มีมูลค่าสูง Co – Invest in High – Value Tech Transfers และการสร้างต้นแบบเวเฟอร์แบบหลายโครงการ Multi – Project Wafer: MPW ..

– การรับประกันโครงสร้างพื้นฐาน Infrastructure Guarantees : หมายถึง การสร้างสถาปัตยกรรมความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่มีความแม่นยำสูง Securing High – Fidelity Cybersecurity Architectures, เครือข่ายการบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่ภายในเขตอุตสาหกรรม Massive Water – Reclamation Networks within Industrial Zones เช่น ระเบียงเศรษฐกิจภาคตะวันออก Eastern Economic Corridor: EEC และการจัดหาพลังงานสีเขียว Green Energy Sourcing อยู่ที่ 100 % ผ่านอัตราค่าไฟฟ้าสีเขียว Utility Green Tariff: UGT ..

ทั้งนี้ ในประเด็นปัญหาคอขวดด้านแรงงาน Labor Bottleneck นั้น อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดที่ขัดขวางความทะเยอทะยานด้านเซมิคอนดักเตอร์ของประเทศไทย คือ ทุนมนุษย์ Human Capital เพื่อเปลี่ยนออกไปจาก “ฐานแรงงานประกอบชิ้นส่วน Assembly Worker Base” ไปสู่ “ฐานทางวิศวกรรม Engineering Base” .. ปัจจุบัน รัฐบาลไทย Thai Government กำลังข้ามขั้นตอนทางวิชาการแบบดั้งเดิมโดยการเปิดตัว “แซนด์บ็อกซ์ Sandboxes” ทางอุตสาหกรรม และเส้นทางด่วนระหว่างมหาวิทยาลัย และบริษัทฯ ที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มวิศวกรออกแบบเซมิคอนดักเตอร์ และวงจรรวม Semiconductors & IC Design Engineers ที่มีความเชี่ยวชาญสูง 80,000 คน เข้าสู่ตลาดในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เป็นต้น ..

4. ระบบนิเวศของรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicle: EV Ecosystem : ภายใต้นโยบาย 30@30 ประเทศไทย Thailand ตั้งเป้าหมายให้รถยนต์ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ Zero – Emission Vehicles มีสัดส่วน 30 % ของการผลิตรถยนต์ภายในประเทศทั้งหมด ภายในปี 2030 หรือปี พ.ศ.2573 โดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้า Power Electronics คือ ส่วนประกอบหลักที่มีมูลค่าเพิ่ม Core Value Component ของรถยนต์เหล่านี้ ประกอบด้วย :-

– อินเวอร์เตอร์สำหรับระบบขับเคลื่อน Traction Inverters และระบบจัดการแบตเตอรี่ Battery Management System: BMS : คณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน Board of Investment: BOI ให้ความสำคัญกับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าขั้นสูง Advanced Power Electronics ในประเทศ .. การเปลี่ยนไปใช้อินเวอร์เตอร์แบบสารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้าง Wide Bandgap Semiconductors ที่ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ Silicon Carbide: SiC – Based Inverters ซึ่งช่วยลดการกระจายความร้อน และเพิ่มระยะทางการขับขี่ของรถยนต์ไฟฟ้าได้ 5 – 10 % โดยใช้ความจุแบตเตอรี่เท่าเดิม ..

– การผลิตในประเทศ Supply Chain Localization : ผู้ผลิตรายใหญ่ของระบบจัดการแบตเตอรี่ Battery Management System: BMS, โมดูลกำลังไฟฟ้า Power Modules และโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จเร็วในท้องถิ่น Localized Fast – Charging Infrastructure กำลังย้ายการดำเนินงานมายังเขตเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออกของประเทศไทย Thailand’s Eastern Economic Corridor: EEC เพื่อสนับสนุนทั้งการประกอบในประเทศ และการส่งออกในระดับภูมิภาค ..

5. การบูรณาการโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าอัจฉริยะ Smart Grid Integration และแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย Power Development Plan ฉบับปรับปรุง 2569 : แผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศฉบับล่าสุด ปี 2569 – 2593 และแผนพัฒนาพลังงานทางเลือก Alternative Energy Development Plan: AEDP กำหนดให้พลังงานไฟฟ้าของประเทศไทยอย่างน้อย 50 % ต้องมาจากแหล่งพลังงานสะอาด ภายในปี 2580 ด้วยมาตรการต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น :-

– การจัดการความไม่สม่ำเสมอ Taming Intermittency : การจัดการกำลังไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ชีวมวล และพลังงานลมขนาดใหญ่ Managing Utility – Scale Solar, Biomass & Wind Power จำเป็นต้องมีสถาปัตยกรรมโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าดิจิทัล Digital Electrical Grid Architecture .. หน่วยงานการไฟฟ้าของไทย ได้แก่ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย หรือ กฟผ. EGAT, การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค หรือ กฟภ. PEA และการไฟฟ้านครหลวง หรือ กฟน. MEA ใช้สมาร์ทอินเวอร์เตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor – Driven Smart Inverters, ไมโครคอนโทรลเลอร์ Microcontrollers และเซ็นเซอร์ปลายทางแบบเอดจ์ Edge Sensors เพื่อรักษาเสถียรภาพความถี่ Maintain Frequency Stability และปรับสมดุลการไหลของพลังงานไฟฟ้าแบบ 2 ทิศทางจากแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาที่กระจายอยู่ Balance Bidirectional Power Flows from Distributed Rooftop Solar Arrays ..

– อัตราค่าไฟฟ้าสีเขียวสำหรับสาธารณูปโภค The Utility Green Tariff: UGT : กลไกนี้ อนุญาตให้ผู้ผลิตระหว่างประเทศที่ดำเนินงานในประเทศไทย สามารถซื้อพลังงานสะอาด 100 % ที่ได้รับการรับรอง เนื่องจากบริษัทผลิตชิปทั่วโลกปฏิเสธที่จะสร้างโรงงานใหม่หากไม่มีพลังงานสะอาดเป็นพื้นฐาน .. โครงการอัตราค่าไฟฟ้าสีเขียวสำหรับสาธารณูปโภค The Utility Green Tariff: UGT จึงเป็นเครื่องมือเชิงนโยบายที่สำคัญในการดึงดูดการลงทุนที่มีมูลค่าสูงในระยะเริ่มต้น High – Value Front – End Investment เช่น การผลิตเวเฟอร์ Wafer Fabrication เป็นต้น ..

ทั้งนี้ การเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้าง Structural Transition นั้น พบว่า บริษัทข้ามชาติขนาดใหญ่หลายแห่ง รวมถึงบริษัท Infineon, Analog Devices, Microchip Technology, Sony และ NXP ได้ขยายการดำเนินงานในประเทศไทย .. ขั้นตอนเชิงโครงสร้างต่อไปของประเทศ Country’s Next Structural Step คือ การใช้ประโยชน์จากฐานการผลิตแผงวงจรพิมพ์ขนาดใหญ่ Massive Printed Circuit Board: PCB เพื่อสร้างห่วงโซ่อุปทานเทคโนโลยีสีเขียวแบบครบวงจร Self – Contained, Green – Tech Supply Chain ตั้งแต่การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ขั้นต้น Initial Electronic Design ไปจนถึงการบูรณาการระบบยานยนต์ และพลังงานขั้นสุดท้าย Final Automotive & Energy System Integration ให้สำเร็จได้ในที่สุดจากนี้ไป ..

คาดการณ์ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลก Global Semiconductor Market ..

ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลก Global Semiconductor Market ได้หลุดพ้นจาก “รูปแบบวัฏจักรแบบดั้งเดิม Traditional Cyclical Patterns” และเข้าสู่ “การขยายตัวเชิงโครงสร้างครั้งประวัติศาสตร์ Historic Structural Expansion” ด้วยแรงขับเคลื่อนจากความเฟื่องฟูของโครงสร้างพื้นฐานปัญญาประดิษฐ์ Artificial Intelligence: AI Infrastructure ที่ไม่เคยมีมาก่อน และการผลักดันการเปลี่ยนไปใช้พลังงานไฟฟ้าทั่วโลกอย่างมหาศาล Massive Global Electrification .. อุตสาหกรรมนี้ กำลังก้าวข้ามเกณฑ์มูลค่า 1 ล้านล้านเหรียญสหรัฐฯ ซึ่งเร็วกว่าการคาดการณ์ก่อนหน้านี้หลายปี ..

อ้างถึงข้อมูลการสำรวจตลาดของ Precedence Research พบว่า ขนาดธุรกิจในตลาดเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลก Global Semiconductor Market มีมูลค่า 627.76 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2568 และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นจาก 676.06 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2569 เป็นประมาณ 1,277.45 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2578 ด้วยอัตราการเติบโตต่อปี Compound Annual Growth Rate: CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลก Global Semiconductor Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุดรวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 7.36 % ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2569 – 2578 ..

Global Semiconductor Market | Credit: Precedence Research

จนถึงวันนี้ อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Industry กำลังประสบกับการเติบโตอย่างมหาศาล และต่อเนื่อง ตามข้อมูลจากหน่วยงานติดตามชั้นนำ เช่น World Semiconductor Trade Statistics: WSTS และ International Data Corporation: IDC ชี้ว่า รายได้จากไมโครชิปทั่วโลก Global Microchip Revenues กำลังมุ่งหน้าสู่จุดสูงสุดทางประวัติศาสตร์ที่ไม่เคยมีมาก่อน ..

ในขณะที่เทคโนโลยีการผลิตชิปขั้นสูงล้ำสมัย Cutting – Edge Nodes ขนาด 3 นาโนเมตร และต่ำกว่า กำลังผลักดันให้การลงทุนด้านการประมวลผลระดับไฮเปอร์สเกลพุ่งสูงขึ้น Capital Expenditure Spikes for Hyperscale Computing นั้น เทคโนโลยีการผลิตชิป Chip Manufacturing Technology ที่เน้นประสิทธิภาพด้านพลังงาน และทรงพลัง Mature & Power – Focused Nodes ก่อนหน้านี้ กลับมีความต้องการที่คงที่ ไม่ผันผวนตามวัฏจักรเศรษฐกิจจากภาคส่วนอื่น ๆ มากนัก แต่ก็ยังคงเติบโตต่อเนื่องได้ดีไปอีกนาน ..

ทั้งนี้ ในภาคส่วนของระบบสายส่ง และยานยนต์ Power Grid & Automotive พบว่า โมดูลสารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้าง Wide Bandgap Semiconductor Modules ได้แก่ ซิลิคอนคาร์ไบด์ Silicon Carbide: SiC และแกลเลียมไนไตรด์ Gallium Nitride: GaN มีปริมาณการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองความต้องการของอินเวอร์เตอร์สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า Inverters for Electric Vehicles: EVs, การใช้งานสมาร์ทกริด Smart Grid Deployments และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม Industrial Automation ..

ปัจจุบัน การกระจายศูนย์ในระดับภูมิภาค Regional Decentralization และการเปลี่ยนแปลงทางภูมิรัฐศาสตร์ Geopolitical Shifts ได้บังคับให้ประเทศต่าง ๆ ทั่วอเมริกาเหนือ North America, ยุโรป Europe, ญี่ปุ่น Japan และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ Southeast Asia ต้องให้เงินอุดหนุนห่วงโซ่อุปทานภายในประเทศ Subsidize Internal Supply Chains .. การใช้จ่ายด้านโครงสร้างพื้นฐานในระดับท้องถิ่นนี้ Localized Infrastructure Spending ได้สร้างบัฟเฟอร์การใช้จ่ายที่มีความยืดหยุ่นสูง Highly Resilient Spending Buffer ตลอดห่วงโซ่คุณค่าของเซมิคอนดักเตอร์ Entire Semiconductor Value Chain ..

อย่างไรก็ตาม การขาดแคลนเซมิคอนดักเตอร์ Shortage of the Semiconductors ก่อนหน้านี้ เคยเป็นอุปสรรคต่อการเติบโตของตลาด แต่ก็ได้ฟื้นตัวขึ้นตั้งแต่ปี 2568 เป็นต้นมา เนื่องจากการลงทุนที่เพิ่มขึ้นจากผู้เล่นในตลาด Rising Investments by the Market Players เพื่อขยายโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ Expand Semiconductor Production Facilities และเพื่อลดช่องว่างระหว่างอุปสงค์ และอุปทาน Reduce the Gap between Demand & Supply ของเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ..

นอกจากนี้ ความต้องการวงจรรวมที่เพิ่มขึ้น Growing Demand for the Integrated Circuits: ICs ในประเทศกำลังพัฒนา Developing Nations คาดว่าจะช่วยกระตุ้นตลาดเซมิคอนดักเตอร์ Boost the Semiconductors Market เนื่องจากความต้องการสมาร์ทโฟน Smartphones ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งผลักดันความต้องการชิปมือถือ Demand for the Mobile Chips และรวมถึงความต้องการเซมิคอนดักเตอร์ที่เพิ่มขึ้น Growing Demand for Semiconductors ในภาคอุปกรณ์อุตสาหกรรมสีเขียว Green Industrial Equipment Sector และภาคยานยนต์ Automotive Sector มีส่วนสำคัญต่อการบริโภคเซมิคอนดักเตอร์ที่เพิ่มขึ้นมาพร้อมด้วย ส่งผลให้ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลก Global Semiconductor Market เติบโตขึ้นได้ด้วยความเร่งต่อเนื่องต่อไปในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ..

สรุปส่งท้าย ..

เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors มีบทบาทสำคัญยิ่งในเศรษฐกิจพลังงานสะอาด Clean Energy Economy และการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition โดยการสร้างแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด Clean Renewable Energy Sources และการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน Improving Energy Efficiency .. วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Materials คือ พื้นฐานสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Electric Energy Systems และระบบพลังงานสะอาดรูปแบบต่าง ๆ .. อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Devices ยังใช้ในการปรับสภาพพลังงานจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ Solar Arrays และกังหันลม Wind Turbines เพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้า Electric Equipments สามารถใช้พลังงาน และป้อนเข้าสู่โครงข่ายระบบสายส่งกริดไฟฟ้าได้อย่างชาญฉลาด ..

เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors กำลังมีบทบาทสำคัญขึ้นเรื่อย ๆ ในการทำให้โครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้ามีความชาญฉลาดมากขึ้นผ่านการใช้มาตรวัดอัจฉริยะ Smart Meters, ระบบตรวจจับ หรือเซ็นเซอร์ Sensors, การสื่อสารแบบไร้สาย และแบบมีสาย Wireless & Wire Line Communications รวมทั้งระบบควบคุม Control Systems .. ระบบอัจฉริยะนี้ ช่วยให้สามารถตรวจจับข้อผิดพลาดได้ง่ายขึ้น จัดการความต้องการใช้ไฟฟ้าเมื่อกำลังการผลิตมีจำกัด หรือมีค่าใช้จ่ายสูง และหลอมรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียนรูปแบบแบบกระจายเข้าสู่โครงข่ายระบบสายส่ง .. ทั้งนี้ เพื่อให้เกิดระบบพลังงานสะอาดในการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Renewable Energy Transition ของภาคส่วนต่าง ๆ สำหรับอนาคตระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติที่เหนือชั้นกว่าจากนี้ไป ..

โดยทั่วไป เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าสูง High Power Semiconductors คือ องค์ประกอบหลักในระบบการควบคุมการผลิตกำลังไฟฟ้า Control the Power Generation และการเชื่อมต่อเครือข่ายจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน Connection of the Network from Renewable Energy Sources เช่น กังหันลม และเซลล์แสงอาทิตย์ Wind Turbines & Photovoltaic Cells .. ทั้งนี้ เพื่อให้ได้มาซึ่งประสิทธิภาพสูงสุดของการใช้งานแหล่งพลังงาน Highest Efficiency of the Energy Sources จำเป็นต้องเลือกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสมสำหรับสภาวะที่กำหนด ..

เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ถูกใช้สำหรับ 2 ภารกิจหลักในห่วงโซ่ของแหล่งพลังงานหมุนเวียน ประการแรก คือ การแปลงพลังงานในโรงงาน Conversion of Power in the Plants เช่น ในกังหันลม Wind Turbines และระบบเซลล์แสงอาทิตย์ Solar PVs System ประการที่ 2 คือ การส่งพลังงานไปยังโครงข่ายระบบสายส่งกริดไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ในฟารม์กังหันลมนอกชายฝั่ง Offshore Wind Farm .. พลังงานที่ผลิตได้อาจจะถูกแปลงถึง 4 ครั้ง โดยใช้สารกึ่งตัวนำไฟฟ้าที่เป็น Power Semiconductors ก่อนที่จะส่งจ่ายกระจายเข้าสู่เครือข่ายระบบไฟฟ้ากำลังต่อไป เป็นต้น ..

Semiconductor Sustainability | Credit: New Lines Institute

ทั้งนี้ สารกึ่งตัวนำไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ถือเป็นหน่วยในระบบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ และเป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด All Electronic Systems ตั้งแต่สมารท์โฟน Smartphones ไปจนถึงยานยนต์ Cars .. หากแต่ต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมในการผลิต กำลังเป็นปัญหามากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งจะต้องมีมาตรการปรับปรุงแก้ไขให้ดีขึ้นต่อไป .. อย่างไรก็ตาม ความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้น Energy Demand รวมทั้งการออกแบบชิปมีความซับซ้อนมากขึ้น โดยการผลิตชิปขั้นสูง เช่น 3 nm Chips: N3 ทั่วโลก คาดว่าจะใช้พลังงาน มากถึง 7.7 พันล้าน KWh ต่อปี จึงจะดีกว่ามากหากพลังงานที่ใช้ในกระบวนผลิตทั้งหมดมาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด 100 % นั่นเอง ..

เป็นเวลากว่าทศวรรษที่บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Companies ทั่วโลก พยายามลดผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อมของการดำเนินธุรกิจการผลิตของพวกเขา .. การพัฒนาอย่างยั่งยืน Sustainability ได้

กลายเป็นปัจจัยสำคัญมากขึ้นในภาคอตุสาหกรรมสีเขียว Green Industry Sector และเนื่องจากความต้องการเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลก Global Semiconductor Demand ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ CO₂ ที่จะต้องลดลงให้ได้ จึงได้กลายเป็นเป้าหมายสำคัญในหมู่บริษัทฯ ผู้ผลิต ซึ่งกำลังทำงานอย่างมุ่งมั่น เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตตอบสนองต่อความต้องการ ขณะที่ห่วงโซ่การผลิตสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Supply Chain มีความซับซ้อนอย่างน่าทึ่ง และอาศัยวัสดุป้อนเข้าหลายร้อยรายการ ..

อย่างไรก็ตาม เป็นที่ชัดแจ้งว่า เซมิคอนดักเตอร์ หรือสารกึ่งตัวนำ Semiconductors คือ กระดูกสันหลังที่มองไม่เห็นของอุตสาหกรรมสีเขียว Invisible Backbone of the Green Industry แน่นอน เปลี่ยนแปลงไม่ได้ โดยหากไม่มีเซมิคอนดักเตอร์ Without Semiconductors การเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสะอาดทั่วโลก Global Transition to Clean Energy จะเป็นไปไม่ได้ Impossible .. ซึ่งแม้ว่า กระบวนการผลิตจะใช้พลังงานสูง Manufacturing Process is Energy – Intensive แต่เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ที่ถูกนำไปใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ และโครงสร้างพื้นฐานทั่วโลก สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก Reduce Greenhouse Gas: GHG Emissions ได้มากกว่ารอยเท้าคาร์บอนจากการดำเนินงานในอุตสาหกรรมของพวกมันเอง Operational Carbon Footprint of the Industry Itself ถึงประมาณ 10 เท่า ซึ่งหมายถึง ภาพรวมอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ และไมโครชิป Semiconductor & Microchip Industry สร้างผลประโยชน์สุทธิ Net Carbon Benefit ต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมหาศาล ..

ดังนั้น สำหรับประเทศไทย Thailand นั้น เพื่อมุ่งไปสู่การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก Green House Gases: GHGs ในห่วงโซ่คุณค่า Value Chain จึงต้องมีการทำงานร่วมกันของห่วงโซ่อุปทาน Collaboration of the Supply Chain ทั้งหลายอย่างมีนัยสำคัญ รวมถึงความพยายามจากผู้ใช้ปลายทาง End Users และหน่วยงานกำกับดูแลภาครัฐ Government Regulators ที่ควรสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในภาคอุตสาหกรรมให้บรรลุเป้าหมายสำหรับการต่อสู้กับวิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis ..

ทั้งนี้ การพิจารณาใช้นโยบาย และ มาตรการต่าง ๆ ของภาครัฐที่เข้มงวด รวมทั้งการใช้เงินลงทุนภาครัฐ และเอกชนเพิ่มเติมให้มากขึ้นอีกไปพร้อม ด้วยนั้น กลายเป็นสิ่งจำเป็นที่ขาดไม่ได้ เพื่อการผลิตใช้งานในประเทศ และการส่งออก รวมถึงเพื่อตอบสนองความต้องการเซมิคอนดักเตอร์ชิป Semiconductor Chips ระดับโลกที่เพิ่มขึ้นอย่างยั่งยืนในอุตสาหกรรมสีเขียว Green Industries, ระบบพลังงานสะอาด Clean Energy Systems และการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition ด้วยการสร้างแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด Clean Renewable Energy Sources ให้เป็นแหล่งพลังงานหลักของชาติ และการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน Improving Energy Efficiency ให้สำเร็จได้ในที่สุดจากนี้ไป ..

………………………………………

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนโดย…..บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)