5G將于2020年將邁入商用，加上汽車(chē)走向智慧化、聯(lián)網(wǎng)化與電動(dòng)化的趨勢(shì)，將帶動(dòng)第三代半導(dǎo)體材料碳化硅(SiC)與氮化鎵(GaN)的發(fā)展。根據(jù)拓墣產(chǎn)業(yè)研究院估計(jì)，2018年全球SiC基板產(chǎn)值將達(dá)1.8億美元，而GaN基板產(chǎn)值僅約3百萬(wàn)美元。
拓墣產(chǎn)業(yè)研究院指出，相較目前主流的硅晶圓(Si)，第三代半導(dǎo)體材料SiC及GaN除了耐高電壓的特色外，也分別具備耐高溫與適合在高頻操作下的優(yōu)勢(shì)，不僅可使芯片面積可大幅減少，并能簡(jiǎn)化周邊電路的設(shè)計(jì)，達(dá)到減少模組、系統(tǒng)周邊的零組件及冷卻系統(tǒng)的體積。除了輕化車(chē)輛設(shè)計(jì)之外，因第三代半導(dǎo)體的低導(dǎo)通電阻及低切換損失的特性，也能大幅降低車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能源轉(zhuǎn)換損失，兩者對(duì)于電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航力的提升有相當(dāng)?shù)膸椭?。因此，SiC及GaN功率組件的技術(shù)與市場(chǎng)發(fā)展，與電動(dòng)車(chē)的發(fā)展密不可分。
然而，SiC材料仍在驗(yàn)證與導(dǎo)入階段，在現(xiàn)階段車(chē)用領(lǐng)域僅應(yīng)用于賽車(chē)上，因此，全球現(xiàn)階段的車(chē)用功率組件，采用SiC的解決方案的面積不到千分之一。另一方面，目前市場(chǎng)上的GaN功率組件則以GaN-on-SiC及GaN-on-Si兩種晶圓進(jìn)行制造，其中GaN-on-SiC在散熱性能上最具優(yōu)勢(shì)，相當(dāng)適合應(yīng)用在高溫、高頻的操作環(huán)境，因此以5G基站的應(yīng)用能見(jiàn)度最高，預(yù)期SiC基板未來(lái)五年在通過(guò)車(chē)廠(chǎng)驗(yàn)證與2020年5G商用的帶動(dòng)下，將進(jìn)入高速成長(zhǎng)期。
盡管GaN基板在面積大型化的過(guò)程中，成本居高不下，造成GaN基板的產(chǎn)值目前仍小于SiC基板。但GaN能在高頻操作的優(yōu)勢(shì)，仍是各大科技廠(chǎng)矚目的焦點(diǎn)。除了高規(guī)格產(chǎn)品使用GaN-on-SiC的技術(shù)外，GaN-on-Si透過(guò)其成本優(yōu)勢(shì)，成為目前GaN功率組件的市場(chǎng)主流，在車(chē)用、智能手機(jī)所需的電源管理芯片及充電系統(tǒng)的應(yīng)用最具成長(zhǎng)性。
拓墣產(chǎn)業(yè)研究院指出，觀察供應(yīng)鏈的發(fā)展，由于5G及汽車(chē)科技正處于產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)趨勢(shì)的重心，供應(yīng)鏈已發(fā)展出晶圓代工模式，提供客戶(hù)SiC及GaN的代工業(yè)務(wù)服務(wù)，改變過(guò)去僅由Cree、Infineon、Qorvo等整合組件大廠(chǎng)供應(yīng)的狀況。GaN的部分，有臺(tái)積電及世界先進(jìn)提供GaN-on-Si的代工業(yè)務(wù)，穩(wěn)懋則專(zhuān)攻GaN-on-SiC領(lǐng)域瞄準(zhǔn)5G基站的商機(jī)。另外，X-Fab、漢磊及環(huán)宇也提供SiC及GaN的代工業(yè)務(wù)。隨著代工業(yè)務(wù)的帶動(dòng)，第三代半導(dǎo)體材料的市場(chǎng)規(guī)模也將進(jìn)一步擴(kuò)大。
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