DIGITIMES Research觀察,全球功率半導體IDM廠與台系晶圓代工廠看準5G、AI與電動車市場成長潛力,企圖掌握新一波發展契機,已積極發展具寬能隙(wide band gap)特性的第三代半導體,眾多材料中氮化鎵(GaN)為應用於需高頻與高功率的基地台射頻(RF)元件材料候選名單。
GaN產品鎖定利基市場出發,例如5G基地台RF元件,但供需與價格現處於不平衡狀態,需求動能尚未爆發,2019年價格帶仍在高點,GaN成本為矽基元件數倍以上。隨眾多GaN應用逐步醞釀發酵,市場需求動能強勁,帶動製造成本壓低,預估至2024年GaN成本可望符合市場期待。
GaN常見兩類基板(substrate)分別為GaN-on-Si與GaN-on-SiC,各有優勢與應用領域。GaN-on-Si磊晶長於矽基板上,適用於低功率元件,利用既有矽晶圓即可量產,具成本優勢;GaN-on-SiC結合第三代半導體GaN與碳化矽(SiC)寬能隙半導體材料特點,具高功率密度與高導熱性、低功耗,適用於高功率基地台RF元件。
全球已有眾多廠商投入GaN RF元件生產,產業鏈分布以美國、日本IDM廠商為研發基地,台灣廠商聚焦晶圓代工領域,當國外IDM廠產能滿載,有機會尋求委外代工,這將是台廠切入GaN供應鏈的機會點,除此之外,部分台灣廠商切入上游GaN磊晶領域,供給中下游穩定的材料來源。
大陸規劃五大產業聚落,全面布局第三代半導體以提高自研比例,長三角區域有完整GaN產業鏈,加速建立迎頭趕上國際大廠的實力。美國廠商SiC領頭羊Cree對寬能隙半導體展望相當有信心,於2019年宣示未來5年將在製造領域,投入公司歷年來最大投資金額10億美元,預估2024年可達成30倍的SiC與GaN產能。