今年的國際半導體展上,化合物半導體繼續成了市場心焦點。環球晶董事長徐秀蘭也指出,化合物半導體是第三代半導體市場黑馬,預計2027年碳化矽(SiC)元件市場可達63億美元,「但台廠缺乏上游原材料的生產能力。」
CTWANT記者現場觀察,今年的國際半導體展雖特別成立的「化合物半導體專區」,基本上,參展廠商仍是以設備廠為主,最關鍵的上游原材料,則僅有代理商參展,直接印證徐秀蘭所言。
華冠投顧分析師劉炯德說,目前關鍵上游基板技術掌握在CREE等少數國際廠手中,美國的Cree、II-VI及日本Rohm等,佔據了9成的碳化矽基板出貨量,成了台廠發展第三代半導體必須解決的關鍵瓶頸。
回顧60年半導體產業的發展世代,主要是以其原料來區分,第一代初期是鍺(Ge),但有容易發熱失控的問題,逐漸由矽(Si)所取代也成為主流;第二代則是砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)為主的三五族,具備高頻、低雜訊、高效率及低耗電等特性。
而第三代半導體以碳化矽以及氮化鎵(GaN)為代表,可應用在更高階的高壓功率元件(Power)以及高頻通訊元件(RF)領域,碳化矽由於其耐高溫及高壓特性,市場最看好在電動車(EV)市場的應用,包括充電樁、電動車逆變器(Inverter)、DC/DC轉換器(conveter)、充電樁等,另還有儲能系統和工業設施。
工研院電光所博士顏志泓說,因為矽基板有其效能限制,特別是現在電子產品需要的是高頻、高壓等,這些就是靠化合物半導體來解決,只不過成本還是化合物半導體最大的問題。從價格來看,一片8吋的矽基板價格約100美元,6吋的碳化矽基板價格就要3000美元,而如果是氮化鎵(GaN)基板,一片小小的2吋也同樣要價3000美元。
為了搶入化合物半導體市場,除了半導體廠商外,現在連下游廠商也向上延伸布局,包括鴻海(2317)旗下鴻揚半導體宣布投資5億元取得盛新材料10%股權,試圖掌握上游原材料。
鴻海S事業群總經理陳偉銘表示,SiC是電動車的重要元件,基板是SiC供應鏈的關鍵材料,不但占SiC元件成本比重高,且直接影響到元件的品質,藉由本次募資案的參與,掌握關鍵的基板供應,建立集團在SiC供應鏈上的競爭優勢,為集團在EV產業提供可靠的助力。
不僅鴻海,連台達電(2308)旗下專注於氮化鎵(GaN)功率半導體的子公司碇基半導體,也宣布完成新一輪4.56億元新台幣增資,由台達電、力智電子(uPI)、中美矽晶(SAS)、日商羅姆半導體(Rohm)等注資,共同加速GaN功率半導體技術的發展。
至於中國廠商在政府扶持下,也積極搶進這塊新藍海,主要競爭者有中芯國際、天科合達、三安光電、英諾賽科、山東天岳….等。
目前全球導電型SiC基板供應龍頭廠為Wolfspeed,市占率高達6成,其次為羅姆(ROHM)與意法半導體(STM),半絕緣型碳化矽基板包括Wolfspeed、昭和電工(Showa Denko)、ROHM、Qorov、安森美(Onsemi)與恩智浦(NXP)等。