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面對第三代半導體崛起商機  台廠應群起搶奪先機

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科技產業資訊室 (iKnow) - 劉佩真 發表於 2021年8月30日

圖、面對第三代半導體崛起商機  台廠應群起搶奪先機
 
近期第三代化合物半導體備受市場討論,主要以氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)為主,剛好因其能承受更高的電壓、電源轉換效率更高、高頻傳輸效率更佳,而可應用於光達、車用二極體、5G、衛星通訊功率放大器、馬達控制器、風力發電等電力控制系統等領域,其中車用電子、5G、風力風電等皆是具有發展潛力的市場商機。再加上,中國半導體業因面臨美國卡脖子問題,所以中國頗有期望能於第三代化合物半導體彎道超車的意味,當然也掀起全球市場更加關注此市場。在此情況下,SEMI率先拋出力推台灣第三代半導體國家隊成形,顯然面對第三代化合物半導體崛起的商機,台灣應結合展官學的力量,讓台廠能在第三代半導體發展初期能搶奪先機,佔有優勢的利基位置。

事實上,第一代、第二代、第三代半導體材料各有其發揮之處,並不會因第三代半導體的崛起而就完全取代第一代、第二代的半導體,基本上這三代半導體材料未來將會並存於市場上。以第一代半導體而言,主要是指矽(Si)、鍺(Ge),特性為用途廣但無法發光,在能源轉換和高頻通訊的效能不如第三代半導體,用途則是在邏輯晶片為主,反觀第二代半導體方面,係指砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP),特性為處理高頻訊號速度更快,能將訊轉換成雷射等光源,應用端則以手機和基地台功率放大器、雷射、光纖傳輸為重。

值得一提的是,第一代~第三代半導體材料,國際業者全數均以IDM型態的廠商為主,其中第三代化合物半導體國際指標性廠商包括Cree、Rohm、Infineon、STM、ON Semi。至於,台灣發展情況則有所不同,第一代半導體以專業分工型態為主,像是台積電、聯發科、南亞科、華邦電、日月光投控、力成、頎邦等,第二代則是以晶圓代工的業者表現最為突出,例如穩懋、宏捷科,而第三代化合物半導體目前則是以製造端較強,包括台積電、世界先進、穩懋、宏捷科、漢磊、朋程、茂矽等多有所投入,但積體電路設計、半導體封裝及測試等環節較弱。

其中,台積電已運用8吋廠為STM生產車用的化合物半導體晶片,未來預計將有機會再爭取到國際IDM大廠訂單,顯然台積電可利用電動車的媒介,順利將競爭優勢由第一代半導體延伸至第三代半導體化合物領域;漢磊的650伏特高壓氮化鎵,則已通過電動車的車用認證;再者穩懋為搶攻第三代半導體商機,斥資850億元進駐南科高雄園區;世界先進因擁有大量8吋設備而大力發展矽基的氮化鎵晶片製造技術,以提升附加價值;茂矽正在積極發展氮化鎵的快充技術;至於宏捷科引入中美晶集團入股,雙方已針對氮化鎵積極展開合作,並進行上下游策略結盟,由環球晶提供原料、宏捷科負責生產,此皆凸顯宏捷科積極佈局第三代化合物半導體市場的決心。

有鑑於第三代化合物半導體如氮化鎵、碳化矽等目前佔全球半導體業比重僅1%,顯然市場仍在發展初期,但由於中國在第一代與第二代半導體布局嚴重落後,在十四五規畫中,則已規劃投資10兆人民幣來發展第三代半導體,顯然對岸來勢洶洶的布局仍不可忽視;台灣半導體業界應積極就材料、人才方面盡快著手進行佈署,畢竟高頻電路設計需要數學、物理、電磁波理論基礎,功率IC設計需機電整合背景,設計人才非常稀有,況且台灣也需要突破基板製造的技術,更要就第三代化合物半導體建立完整的生態系,才能穩固台灣在半導體界的競爭優勢。(1350字;圖1)


作者:劉佩真
台經院產經資料庫總監、APIAA理事 



資料來源:
贏家就是下一個台積電!「第三代半導體」台灣科技業下一場戰爭 5大集團競逐新商機,財訊,2021/3/22
第三代半導體,Money DJ,2021/8/28


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