化合半導體發展方興未艾 氧化鎵漸為產業界所重視 智慧應用 影音
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化合半導體發展方興未艾 氧化鎵漸為產業界所重視

  • 尤嘉禾台北

化合物半導體產業技術交流研討會,邀請盛新材料、英特磊、陽明交大、穩懋半導體專家齊聚,從不同角度全面剖析「化合物半導體」,共同探討新技術所帶來的技術變革與市場機會,迎接下世代技術挑戰!前排由左至右為國立陽明交通大學洪瑞華教授、盛新材料科技林柏丞技術長特助、英特磊科技靳宗培副總、穩懋半導體黃智文協理、金屬工業研究發展中心鄭永茂博士、台灣電子設備協會王信陽秘書長。台灣電子設備協會
化合物半導體產業技術交流研討會,邀請盛新材料、英特磊、陽明交大、穩懋半導體專家齊聚,從不同角度全面剖析「化合物半導體」,共同探討新技術所帶來的技術變革與市場機會,迎接下世代技術挑戰!前排由左至右為國立陽明交通大學洪瑞華教授、盛新材料科技林柏丞技術長特助、英特磊科技靳宗培副總、穩懋半導體黃智文協理、金屬工業研究發展中心鄭永茂博士、台灣電子設備協會王信陽秘書長。台灣電子設備協會

隨著化合物半導體已成諸多應用領域的重要角色,其相關供應鏈在技術上的投入與未來發展在牽動化合物半導體的後續表現,有鑑於此,金屬工業研究發展中心與台灣電子設備協會於日前舉辦化合物半導體產業技術交流研討會,邀集產業界與學者分享其看法。

化合物半導體基板產品仍為寡佔市場

盛新材料科技SiC事業中心技術長特助林柏丞引述YOLE的報告指出,碳化矽元件在電動車的引領下,從2021年到2027年,其產值的CAGR(年複合成長率)達34%。而以N-Type的碳化矽基板市場來說,目前仍是以Wolfspeed、SiCrystal AG與貳陸公司(II-VI)為主,三家公司的市佔率合計達80%,其餘的20%,則由其他業者瓜分,其中也包含盛新材料科技。而半絕緣碳化矽基板的市況也是雷同,不過多了一家中國業者山東天岳,所以整體而言,碳化矽基板的市場可以用寡佔市場來形容。

以MBE出發,英特磊開拓新商業模式

英特磊則是就自身經驗出發,分享現階段該公司目前在化合物半導體上游的業務模式變化。市場開發暨營銷副總靳宗培表示,英特磊的主要業務是提供客製化磊晶的產品,所採用的機台全是MBE(分子束磊晶)機台,目前主要是以磷化銦(InP)磊晶片為主,佔整體營收近五成左右,另外砷化鎵(GaAs)磊晶片也佔有相當的比重。

而隨著英特磊在MBE機台已有多年的使用經驗,其內部團隊已經能從MBE機台進行維護與維修等工作,升級至設計與開發,所以也開始進行新的業務開發進行MBE的機台銷售,甚至相較於其他原廠,英特磊可以有更好的表現。他也談到,目前英特磊在氮化物的發展上,自2019年9月便開始就法商Riber的MBE 49機台進行改裝,可以量產一片八吋的晶圓或是四片四吋的晶圓,並於2020年11月開始運作。

氧化鎵物理特性佳,可望為市場帶來更多想像

國立陽明交通大學電子研究所講座教授洪瑞華則是就新一代的化合物半導體氧化鎵的發展進行分享。關於氧化鎵,陽明交通大學投入已有很長的一段時間,相較於氮化鎵與碳化矽被稱為第三類半導體,氧化鎵在寬能隙的表現上更加出色,故被稱為第四類半導體,除了電力相關的應用外,由於本身抗幅射的能力相當高,所以也能滿足許多外太空的應用場域。不過氧化鎵的熱傳導表現相對較為劣勢,但洪瑞華認為這能從後段的封裝來解決此一問題。

以崩潰電場的表現來說,是碳化矽的十倍、氧化鎵的四倍,在高電壓與高電流的應用上,會明顯居於優勢,功率元件的厚度與電阻值,氧化鎵也能低於碳化矽與氮化鎵,材料硬度與磊晶生成所需要的溫度,氧化鎵也都低於碳化矽許多,所以在研磨拋光與磊晶生成的難度,自然也能大幅降低。也因此,不論是中國、歐洲與日本,都已經陸續有產品被開發出來,所以長期來看,氧化鎵未來很有機會與碳化矽一較長短。

穩懋半導市場行銷中心資深協理黃智文則是針對射頻所需的氮化鎵進行分享,黃智文認為雖然6G的規格仍未抵定,但可以確定的是傳輸速度一定會有所提升,萬物互連也是大勢所趨,基於氮化鎵優異的物理特性,在RF領域可以承受較高的電壓,在導熱表現也相當出色,以GaN on SiC而言,本身的阻抗值夠大加上本身功率密度較高,所以能夠提供的頻寬相當大,所以也就相當適合基地台所需要的功率放大器產品。