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  • 2020/8/7

化合物半導體搶進氮化鎵,上下游整合成關鍵!海期手續費優惠洽詢:大昌樹林游燕玲~

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中美晶(5483)宣布參與宏捷科(8086)私募現增案,將持有宏捷科22.53%股權成為大股東,共同發展新世代半導體材料GaN on SiC(碳化矽基氮化鎵),搶攻RF(射頻)以及電力電子市場大餅,此舉也象徵化合物晶圓代工廠布局GaN on SiC進入檯面化、白熱化階段,未來相關廠商在上下游結盟、技術合作、組建生態體系趨勢可能會更加積極。
 

氮化鎵為明日之星,主力應用在RF、電力電子


GaN on SiC其實早已在軍用、大型電力電子建設等領域有所應用,其為繼矽、砷化鎵之後的第三代半導體材料,特別適合高頻、高壓、高溫運作環境中展現優異的功率轉換效率(power conversion efficiency),可以簡單把它想為,假設給予裝置設備一瓦的電力,轉換後若變成0.5瓦,代表功率轉換效率是50%,而GaN on SiC則較其他材料擁有更高的功率轉換效率,可達到省電、減少耗能的表現。

GaN on SiC之所以被重視,是因為現在到未來,它在RF以及電力電子市場將有非常大的應用空間,RF方面,最直接相關的就是高頻的5G基地台建置增加,而5G基地台因高頻關係,電耗較4G基地台高上數倍,而GaN on SiC減少能耗的特性將能解決這項問題;電力電子方面,未來包括電動樁、大型資料中心的電力供應系統、UPS(不斷電系統)等都是潛力市場所在。
 

GaN on SiC成本仍高,組建完整供應鏈成關鍵
 


目前GaN on SiC之所以還未能大規模應用在民用市場,上游基板(Substrate)材料取得困難、以至於成本無法下降為主要原因。目前GaN on SiC基板主要掌握在美國Gree手上,Gree基板多為自用,因此GaN on SiC材料取得不易,進而使成本居高不下。

業內人士指出,中美晶一直想跨入GaN on SiC材料,但由於在GaN on SiC是新進者,苦無晶圓代工廠能夠認證產品品質,包括產品在高頻、高壓、高溫的耐受力等,等於是有技術但缺乏record(實績),進而無法有效開拓市場,此次與全球第二大的化合物晶圓代工廠宏捷科合作後,等於可以認證中美晶的產品,加速中美晶拓展產品出海口以及產能佈建信心。
 

宏捷科有望提升國際能見度,盼打進一線大廠


對宏捷科而言,宏捷科在砷化鎵RF領域已深耕逾20年,發展同屬化合物半導體領域的GaN on SiC技術與量產能力,會比半路出家的廠商更為容易;GaN on SiC的物理特性與砷化鎵一樣,目前宏捷科的砷化鎵製程機台,有8成可以與GaN on SiC產品共用,據瞭解,宏捷科餘下20%針對GaN on SiC產品的空缺也將補齊,將規畫明年第2季前將機台建置完成。

宏捷科目前客戶結構中,在大幅降低美系IDM大廠Skyworks比重後,目前客戶多屬台系、中國等中小型IC設計公司,國際能見度不高,而透過與中美晶合作,將有助於宏捷科接觸到中美晶背後的國際一線客戶,像是英飛凌意法半導體等大廠,這些大廠同樣積極布局GaN on SiC市場,若中美晶產品認證通過,將會大大增加國際一線大廠未來投片宏捷科的機會。

宏捷科新廠已建置完成,陸續於下半年進駐設備後,預計今年底產能由目前約1萬片/月(不含去瓶頸產能)增加至1.5萬片/月,新廠並留有2萬片/月產能空間供後續業務成長所需。
 

穩懋GaN on SiC已開始反映營收,後續可期


除了宏捷科,穩懋(3105)、環宇-KY(4991)等化合物晶圓代工廠也持續布局氮化鎵領域。

穩懋布局氮化鎵主要也以GaN on SiC為主,由於市場還未打開,目前佔營收比重仍低、僅低個位數,營收基期還較低之下,今年上半年穩懋GaN on SiC營收已接近去年全年水準。

穩懋指出,目前GaN on SiC雖然佔營收比重仍低,但單價很高、毛利率也優異,其適合應用在高頻、高電壓領域,它是全新世代材料與製程技術,市場需要時間發酵。

穩懋十年前就開始布局氮化鎵,具備技術實力,目前產品已實際應用在基礎建設中,是目前化合物晶圓代工廠中起步最快的廠商,雖然目前穩懋氮化鎵出貨量還不大,大約僅500片/月,若未來市場逐步成熟,成長力道可期。
 

環宇-KY需待轉投資晶成6吋廠發酵


至於環宇-KY,則是透過投資晶電(2448)旗下晶成,持有其約36%股權,取得在晶成6吋廠開發產品的機會。

環宇在晶成主要有三個產品開發項目,其一是RF應用的氮化鎵產品,其二是baw filter(濾波器),其三是3D感測應用的VCSEL

環宇在RF應用的氮化鎵產品,主要是服務美國基地台大客戶,目前走的是GaN on Si(矽基氮化鎵)路線,GaN on Si的優勢在於是矽基材料,成本較GaN on SiC為低,但性能低於GaN on SiC,環宇配合美國基地台客戶,希望透過晶成6吋廠平台將GaN on Si的PA(功率放大器)產品切入5G基地台。

業內人士指出,5G基地台根據供應電力的瓦數不同也會有相應的PA解決方案,若提升至像是100W電力以上,目前是以LDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導體)作為方案,但LDMOS的功率轉換效率較差,因此氮化鎵就成為了著力點,氮化鎵的轉換效率較LDMOS多20%以上,節省耗能效益可觀,因此基地台客戶、供應鏈汲汲營營於降低氮化鎵成本、盼加速導入昭然若揭。

不過環宇轉投資晶成6吋廠,目前仍在開發產品階段,日前環宇法說會中指出,RF方面,客戶目前因為局勢不明有放緩跡象,環宇目前在基地台應用之外,持續尋找其他應用,希望明年能增加訂單。因此短期之內還不會有明顯營收貢獻。

https://www.moneydj.com/KMDJ/News/NewsViewer.aspx?a=4b273826-5514-4f67-9f39-7b9c56a72c75

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