第三類半導體 老舊6、8吋晶圓廠脫胎換骨良藥? 智慧應用 影音
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第三類半導體 老舊6、8吋晶圓廠脫胎換骨良藥?

  • 黃女瑛台北

第三類半導體成6、8吋老晶圓廠脫胎換骨的新目標。法新社
第三類半導體成6、8吋老晶圓廠脫胎換骨的新目標。法新社

就功率元件來看,矽基絕緣柵雙極電晶體(IGBT)在工業、車用領域供貨仍吃緊,且主流IDM廠一路看好其長期需求;只是這波缺貨,沒有吸引太多6、8吋晶圓廠投入IGBT擴產行列。
 
業者指出,過往多數在評估6、8吋晶圓廠,傾向朝IGBT發展,因為廠房折舊後陸續攤提,「老廠新用」相當符合需求穩定、講究成本的IGBT,但第三類半導體氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)在這段過程中橫空出世,使老舊晶圓廠捨棄創造最後的利用價值,轉而決定脫胎換骨,重啟「全新人生」。
 
首先,近幾年第三類半導體快速崛起,不論是GaN的消費性快充頭,或由純電動車龍頭Tesla率先領軍導入的SiC均有實績,再加上耐受大電流、高壓電、高頻率等潛力,都不亞於IGBT,彎道超車氣勢十足;其次是,近三年車用晶片短缺,讓市場更清楚未來車需求潛力,更何況5G、人工智慧物聯網(AIoT)、新能源等也備受期待。
 
這使得諸多6吋或8吋晶圓廠,傾向轉型第三類半導體,好來個「脫胎換骨」。其中,又以鴻海的SiC廠鴻揚最具代表性,尺寸適用6、8吋,並以供應車用為最終里程碑;此外,還有傳聞即將加入的茂矽。
 
其實,工、車用IGBT被認為到2024年都會陷入供貨吃緊,即使GaN、SiC可能分食未來市場,IGBT發展仍受肯定,畢竟成本競爭最佳,即使這波缺貨未激起6、8吋晶圓廠投入擴產行列,也有12吋廠已生產IGBT。
 
業者表示,6、8吋廠未跨足IGBT的另一個原因,在於其門檻不低。IGBT雖是成熟技術,卻一直由龍頭英飛凌(Infineon)、安森美(Onsemi)、意法半導體(STM)、日本東芝(Toshiba)、三菱(Mitsubishi)等挑大樑,其他新進業者廠要切入並不容易,尤其工業、車用功率因應大電流、高電壓、高可靠性,還要低損耗、高頻率、功能整合等。
 
當下12吋廠生產IGBT,對業界來說,挑戰仍比6、8吋廠還要大,主要在於材料、製程成本相對昂貴。
 
業者認為,在12吋打出漂亮一仗的主因,仍是套用老廠新用原則。例如,英飛凌、安森美等均在價格低點購併12吋廠,轉生產IGBT。2019年,聯電購併與富士通半導體(FSL)合資的12吋晶圓代工廠三重富士通半導體(MIFS)成立USJC,搭上近三年車用IGBT缺貨潮、近期已交貨合作的電裝(Denso),其為豐田汽車(Toyota)首要一級代工廠(Tier 1)。
 
英飛凌新建的12吋廠投入IGBT生產,才是真考驗,勝算仍然很大,主因是其在各應用領域擁有龐大且穩固出海口,尤其是工、車用等。
 
同樣用12吋廠生產IGBT的還有中國,因其為全球最大IGBT市場,但近期中媒統計,中國整體IGBT元件自給率不到20%,高階工、車用領域則不到10%;而在地緣政治考量及自給自足目標下,其積極布局垂直整合。
 
半導體業者補充,IGBT在設計上只有10多道程序(Layer),若IGBT終端需求減弱,產能難以轉向其他邏輯(Logic)或特殊製程,所以對出海口掌控度有限的半導體業者來說,加碼投資的IGBT顧慮也多;第三類半導體當然也有技術挑戰,只是未來潛力佳,本夢比較高。


責任編輯:陳至嫻