第三代半导体材料成显学,市场看好未来第三代半导体材料的各项优势,但碍于成本仍贵,量产具有难度,为了加快技术上以及生产上的突破,单打独斗困难,各方人马进入团战阶段,愈早把良率提升、成本降低、进入量产,愈快能享受这块未来看好的市场大饼。
各方人马合作 / 结盟 / 购并 动作积极
全球半导体大厂跨入第三代半导体材料,已多展开合作、策略结盟或购并,包括 IDM 厂商意法半导体购并 Norstel AB 以及法国 Exagan、英飞凌收购 Siltectra ,以及日商 ROHM 收购 SiCrystal 等;而台厂也争逐第三代半导体材料,以今年上半年台积电携手意法半导体最具代表性,而此次硅晶圆大厂环球晶与宏捷科的策略私募入股,整合上下游产业链的能力达成互补,加快开发脚步以及瓶颈,打团战比单打独斗,更快可获取市场。
中美晶董事长徐秀兰也表示,要赶上第三代半导体材料的市场成长,策略联盟会比较快,像中美晶与宏捷科合作提供基板给宏捷科,由宏捷科提供回馈,大家各私其职发挥专长,不用在整个产业链每一层都要去研究,发展的爬坡速度会比较快,另一方面,透过策略联盟锁定出海口,不用一个客户一个客户去打,也会加速进入市场的时间。
以中美晶与宏捷科的合作来说,宏捷科作为砷化镓大厂,布局微波技术也已 20 年的时间,宏捷科可以透过双方合作进行回馈,加速帮中美晶的基板提升,让材料可以最快的速度化成产品,让产品用在客户身上。
氮化镓难度在晶格 碳化硅晶种、长晶都是挑战
目前第三代半导体材料占比重仍相当低,量产端的困难仍是最大挑战。氮化镓发展瓶颈段仍在基板段,造成氮化镓的成本昂贵且供应量不足,主要是因为氮化镓长在硅上的晶格不匹配,困难度高,另外的困难在于氮化钾产品容易翘曲,所以基板也要特别制造,如果会往上翘,就要在先逆向长氮化镓在硅上,具有相当难度。
而在碳化硅的生产难度上,则包括长晶的源头晶种来源就要求相当高的纯度、取得困难,另外,长晶的时间相当长且长晶过程监测温度和制程的难度高,第三则是碳化硅长一根晶棒需时 2 周,成果可能仅 3 公分,造成量产的难度。
价格仍是普及的最大关键 台厂仍有优势
全球以硅为基础的半导体材料市场约 4,500 亿美元,其中第三代半导体仅才占 10 亿美元的水准,比重仍相当低,以中美晶来说,目前第三代半导体材料仅占中美晶不到 1% 的水准,包括碳化硅 4 吋以及 6 吋产品、氮化镓 8 吋的产品,但未来的成长幅度仍很大,不过要商业化的关键即是价格要快速下降,至少要比现在价格还要便宜 5 成,市场接受度才会提高。
而对于各国的发展脚步,包括美国、日本、欧盟都想把技术建立起来,且化合物半导体应用领域在军事也不少,在大功率的高速交通工具也是关键材料,所以被各国视为战略物资,半绝缘的化合物半导体甚至要拿到证明才可以出口,是相当重要的上游材料,徐秀兰认为,台湾在硅以及半导体产业相当强,现在是在原本基础上延伸至第三代半导体材料,客户和通路重叠性高,若台湾整个产业链完整化,会非常有利。
至于整体市场的起飞时间,本来市场认为,在 5G 和电动车的推波助澜下,2020 年第三代半导体材料就会有量,但今年受到新冠疫情影响,整个车用市场大乱,5G 布建也受到影响,预估 2021 年下半年就会比较有量,最快可以应用的还是 power 相关的产品,但 5G 以及电动车领域仍是未来撑起市场的重要动能。
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