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6吋碳化硅已在试产 汉磊、嘉晶明年出货看俏

 

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,尤其是中国大陆在今年发布的「十四五规划」,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硅(SiC)、氮化镓(GaN),与第一代半导体材料的硅(Si)、第二代半导体材料的砷化镓(GaAs)相比,有着尺寸小、效率高、散热迅速等特性。适合应用于5G基站、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)已进入量产碳化硅的阶段。过去3年来,碳化硅、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。

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至于中国台湾,汉磊是台厂当中,在碳化硅、氮化镓领域,着墨最深的指标大厂。

6吋碳化硅已在试产 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硅、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吋碳化硅晶圆已在试产阶段,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。汉磊的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基站,就必须从基站的功率放大器(PA)切入。宏远投顾分析师翁浩轩指出,在现行PA市场,仍使用材料为硅的「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。

随着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、低噪声、高功率、耐高压及低耗电需求,自然也成为未来5G基站的主要材料。

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,全新将可以跟着受惠,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。

由于氮化镓组件目前单价还是偏高,氮化镓组件应用在电信设备基站渗透率约仅3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5成。

轻巧、高效、低发热 氮化镓带动无源器件需求

至于将氮化镓导入消费性电子领域,则是来自于射频组件(RF)领域的高速成长。市场调研机构Yole Développement 预估,氮化镓在射频组件渗透率年成长率高达7成以上。

以iPhone为例,据市场研调机构TechInsights分析,射频组件占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3分之1,是所有iPhone零组件当中,成长比率最高的组件。

除了5G基站之外,最早导入氮化镓的是消费性快速充电零组件,由于氮化镓小巧、高效能、低发热的特点,电源内部设计空间因此增加,也会导致整体规格产生质变,同步带动大功率无源器件需求,以因应大功率充电趋势,原本尺寸小的电解电容,有可能将会转换为稍大尺寸的多层陶瓷电容(MLCC)。

国宏团旗下无源器件厂凯美产品应用在变压器约达四成,搭配5G手机快速充电使用的变压器,已经接到中系手机订单,预计明年开始放量出货。

导入第三代半导体,将会是从上游金属原料、金属化合物到零组件的变革,中国台湾虽然在半导体累积了先进制程的技术,不过,若想要更上一层楼,还是需要第三代半导体的材料技术。可预见的是,第三代半导体的相关厂商数量、能见度也会逐渐提高。