臺積電看好氮化鎵未來商機,關注五大應用場景

            日期:2021-09-09 16:22:04 作者:kunshan 瀏覽量:24

            近日,臺積電研發資深處長段孝勤在SEMICON 臺灣在線論壇提到,臺積電在化合物半導體領域專注在氮化鎵(GaN)相關開發,歷經長期的發展氮化鎵已逐漸開始被市場接受,預期未來十年將有延展更多應用 (addressable applications)。


            他指出,臺積電觀察氮化鎵商機會在五個領域包含快充、數據中心、太陽能電力轉換器、48V DC/DC以及電動車 OBC/轉換器,對于相關應用藍圖并有對應制程設計。


            段孝勤提到,臺積電過去20年在功率提升上投入,人們希望使用裝置的耗能越少越好,臺積電也已在BCD電源管理技術上投入,功率組件自然也是重要關鍵,目前行動裝置所需BCD制程已到0.13第三代,并正在開發90/55/40/22 BCD,車用部分已有0.18第二代BCD與0.13BCD并正開發最高SOI可達100 V的55 BCD 制程。NVM在電源管理應用上,已推出MRAM對應28/22nm制程等。


            段孝勤也展示臺積電應對MOSFET的動態與靜態制程特性,協助客戶開發在功耗瓦數上降低與讓產品最終成功。至于臺積電觀察有別碳化硅(SiC)應用材料特性,更關注在氮化鎵(GaN)的商機,看好GaN充電特性更快了、更輕薄以及更有效率,效率大于過往三倍,同時在數據中心設計上也是如此。


            就新材料開發上,他提到,GaN on Si的挑戰主要是表面的不平整程度考驗。臺積電已開發GaN-on-Silicon技術應對功率與RF組件需求,磊晶代工廠也已發展出6吋 GaN-on-Silicon晶圓生產等。


            第三代半導體商機引爆


            SEMI日前發布預測顯示,由于第三代半導體需求快速成長,估計今年相關設備投資創新高。SEMI功率暨第三代半導體委員會主席、穩懋策略長李宗鴻提及,臺灣地區擁有半導體產業完整體系,從磊晶、設計、晶圓代工至封測,完整密集的體系將是臺灣布局第三代半導體的利基。


            不過,運用新材料帶來組件設計及制造上的挑戰,業界形容,第三代半導體在材料布局不是砸錢就能彎道超車,材料端目前仍是歐美與日本大廠天下,制造方面則是臺灣地區半導體大廠較具優勢。


            業界分析,第三代半導體制造生產仍是大廠天下,比如晶圓代工龍頭臺積電和客戶合作開發多年,2017年就和指標廠納微(Navitas)合作,累計至今年5月3日GaNFast氮化鎵功率芯片出貨量超過2,000萬片,且因需求增加正持續擴大生產,過去在6吋廠投片,今年在8吋廠也啟動生產增加產能。


            臺積電去年也和意法半導體宣布合作,加速市場采用氮化鎵產品,已促成累計超過1 ,300萬顆氮化鎵芯片出貨。


            8吋晶圓代工廠世界先進也積極配合客戶產品開發與設計定案,相關應用客戶群已超過十個,最快年內或明年初開始量產。


            其他臺廠在第三代半導體布局也各有優勢,砷化鎵(GaAs)晶圓代工龍頭穩懋在第三代半導體的氮化鎵領域練兵多年,本身在碳化硅基氮化鎵(GaN on SiC)晶圓代工服務量產出貨穩定,更因應市場需求成長已拍板南科三年擴產投資。


            中美晶集團在相關領域布局也相當完整,除投資砷化鎵晶圓代工廠宏捷科合作布局硅基氮化鎵,中美晶集團旗下環球晶耕耘全球碳化硅晶圓供應鏈多年,同時該集團朋程近年也致力降低功率半導體損耗,提高車電系統發電效率,其中電動車相關碳化硅模塊在今年第3季開始代工并搭配日廠芯片。


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