半导体称霸 20 年就得靠这种新材料!14 家台厂已布局!

第三代半导体碳化矽、氮化镓,是半导体提高效能的解方之一。效率更高、体积更小的情形之下,有哪些产业会跟著第三代半导体一起成长茁壮?

第三代半导体虽然发展已经有一段时间,不过,其实今年以来,才逐渐开始广为人知,尤其是中国在今年发布的「145 规画」(第 14 个 5 年规画),将第三代半导体纳入其中,再度引起市场对第三代半导体的关注。

第三代半导体材料的碳化矽(SiC)、氮化镓(GaN),与第一代半导体材料的矽(Si)、第二代半导体材料的砷化镓(GaAs)相比,有著尺寸小、效率高、散热迅速等特性。适合应用于 5G 基地台、加速快充以及电动车充电桩等相关产品领域,也是目前为止,技术已经足以应用商业化的产品。

国际各大厂科锐(Cree)、英飞凌(Infineon),以及罗姆(ROHM)已进入量产碳化矽的阶段。过去 3 年来,碳化矽、氮化镓等化合物成本,已下降 20% 至 25%,将有利于终端产品导入第三代半导体的比率逐渐增加。

至于台湾,汉磊是台厂当中,在碳化矽、氮化镓领域,著墨最深的指标大厂。

6 吋碳化矽已在试产

汉磊、嘉晶明年出货看俏

今年 6 月,汉磊与旗下子公司嘉晶在碳化矽、氮化镓领域,已开始加速布建产能,瞄准市场对于第三代半导体的需求,6 吋碳化矽晶圆已在试产阶段,客户端对于电动车需求最大。汉磊在第三季法说会上表示,下半年只要通过客户验证,对于明年出货量、营收的贡献,有望较今年成长。

尤其是最近热门的电动车族群,是第三代半导体瞄准的重要领域。汉磊 650 伏特高压氮化镓已经通过电动车的车用标准认证,并且开始逐渐导入,在电动车无法阻挡的趋势下,可以看到第三代半导体在充电领域展现的效益。

除了汉磊,上游晶圆厂中美晶 8 月投资 35 亿元,入主砷化镓晶圆代工厂宏捷科,投入氮化镓的制程开发,有望能达成上下游互补效应,取得综效,未来在半导体化合物的市场中,发展潜力值得关注。

想将氮化镓应用在 5G 基地台,就必须从基地台的功率放大器(PA)切入。宏远投顾分析师翁浩轩指出,在现行 PA 市场,仍使用材料为矽的「横向扩散金属氧化物半导体技术」(LDMOS),由于 LDMOS 仅适用低频段,5G 使用的 3.5GHz 高频段,已触碰到 LDMOS 制程的天花板。

随著 5G 朝向更高频段发展下,目前只有第三代半导体材料氮化镓可满足高频、低杂讯、高功率、耐高压及低耗电需求,自然也成为未来 5G 基地台的主要材料。

全新已经通过高通第二代 5G 功率放大器的认证,今年第四季已经开始出货,只要高通的第二代 5G 销售反应不错,全新将可以跟著受惠,成为明年重要的营收动能。加上明年还有 5G 手机放量成长和 Wi-Fi 6 渗透率提升的趋势,对于功率放大器的需求量只增不减,明年获利成长势头看好。

由于氮化镓元件目前单价还是偏高,氮化镓元件应用在电信设备基站渗透率约仅三成。不过,根据工研院预测,只要未来需求量提高,价格应该能持续压低,到 2025 年渗透率可达近五成。

轻巧、高效、低发热

氮化镓带动被动元件需求

至于将氮化镓导入消费性电子领域,则是来自于射频元件(RF)领域的高速成长。市场调研机构 Yole Développement 预估,氮化镓在射频元件渗透率年成长率高达七成以上。

iPhone 为例,据市场研调机构 TechInsights 分析,射频元件占 iPhone 总成本的金额,从 11 Pro 的 33 美元,成长到 12 Pro 的 44.5 美元,涨幅超过三分之一,是所有 iPhone 零组件当中,成长比率最高的元件。

本文源自头条号:辣手无示

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