从电动车应用趋势 看化合物半导体如何在其中扮演要角

SEMI国际半导体产业协会延揽产业学研等单位共组功率暨化合物半导体委员会，推动台湾产业拥抱化合物半导体的发展。SEMI

当5G基础建设逐步完备的此刻，各项应用场景也开始浮现，其中最为人所熟知的就是「电动车」。根据SEMI（国际半导体产业协会）的预估，到2028年全球汽车电子市场规模将上看4000亿美元，年复合成长率高达7.9%，这表示电动车将是未来驱动产业成长的重要动能来源之一。

或许能从另一个角度敲入。过去一台传统燃油车的半导体元件金额约是500美元，如今在电动车的推动下将大幅提升对半导体含量的需求，每部半导体元件金额有望来到1,800美元，半导体产业将受到电动车的高渗透率大幅往前迈进，已是无庸置疑，不过其中隐藏的挑战亦是半导体业界不得不正视的问题。

「这包括了传感器、先进驾驶辅助系统（ADAS）与车联网等需求的诞生所致，」稳懋半导体股份有限公司策略长暨SEMI功率暨化合物半导体委员会主席李宗鸿如此解释到。因为提升安全所带起的驾驶辅助与自动驾驶需求，使其在道路驾驶的安全性所需的传感、通讯连结与运算速度及都是关键，化合物半导体正是目前业界所关注的材料选项。

高功率、高频率特性，让产业拥抱化合物半导体

过去业界在半导体发展上多以「矽（Si）」为大宗，主要是因为矽是地球上含量最多的元素之一，易取得与成本低廉，多年来为产业所推崇。李宗鸿指出，电动车产业的发展所带出应用需求将进一步凸显了化合物半导体在未来的重要性。

由于以电动车为主所衍伸的场景，有块很重要需求就属充电，为了要能在相当短的时间内满足行车所需的电力，具备更高的能隙、电子迁移率、热导率及更好效率等特性的化合物半导体，成了实现超高速充电不可或缺的必要材料。而目前市场主流的化合物半导体包括碳化矽、氮化镓等。

此外，电动车安全驾驶的要求也带动车联网与激光雷达传感等新兴相关应用与市场需求。随电动车渗透率增加，车联网所需的无线通讯与激光雷达所需的半导体的使用量将大幅增加，而三五族化合物半导体由于具备高频与发光的特性，过去主要用于手机5G无线通讯与3D传感使用，未来将进一步藉其高频与发光的特性在电动车的应用上成为不可或缺的半导体材料。

「别小看化合物半导体目前的应用数量」李宗鸿表示。目前智能手机内部都有化合物半导体的踪迹，包含无线通讯应用从3G、4G、5G到Wi-Fi都扮演重要的角色；此外化合物半导体在「传感器」的应用也相对多元。相比于矽这个无法发光的材料，化合物半导体拥有可发光、吸收光的特性，目前已成熟应用于手机上3D传感相关应用。未来随电动车发展，车联网与激光雷达需求增加，化合物半导体的市场相信将进一步大幅成长。
 
SEMI牵线产学合作，助化合物半导技术发展

在这波化合物半导体的发展进程上，李宗鸿也客观分析了台湾产业的优势与挑战。

拥有60年半导体发展的台湾，具备了在制造量能与成本控管的优势，「特别在效率与良率上我们都有很好的表现，」李宗鸿説在商言商，即便技术力高人一等，但终端设备还是有成本压力要考量，而这正是台厂的最佳利器。我们在矽先进制程上拥有让竞争对手看不到车尾灯的实力，在化合物半导体产业却是伯仲之间，因此耕耘技术力拉开距离、并保持成本等优势，将是未来弯道超车的重要关键。

但从宏观的角度来分析，李宗鸿表示国内相对较弱的却是「半导体设备」「长晶」与「IC设计」这三块偏向半导体上游的技术。

他表示，这三个弱项的发展急不得、产业需要投入长时间耕耘才可能有所收获。特别以长晶这块来看，受限于目前良率较差的缘故，因此无法大量生产，而业界也积极从基于矽的材料上想办法解决化合物半导体长晶的挑战，希望能让材料成本受到控制；至于半导体设备和IC设计，则是有不少专利是由美、日等大厂掌握，但是在地缘政治与供应链在地化的趋势改变下，他相信只要台湾半导体产业能持续不懈的发展技术力，假以时日依旧能翻转现况。

而面对这样的环境，作为第三方平台的SEMI国际半导体产业协会也责无旁贷，积极发挥一己之力、延揽产业学研等单位共组功率暨化合物半导体委员会，由李宗鸿带领下推动台湾产业拥抱化合物半导体的发展。李宗鸿表示，正因为SEMI拥有来自产官学等各方资源，也了解目前市场脉动与产业需求，他认为阶段性任务就是要将产业与学界搭起桥梁，从源头来解决对于材料跟智财的掌握；另一方面，在资源有限的情况下整合产业上下游，共同解决此一问题，同时也更能针对终端使用者提出完整解决方案。

纵使不少智财仍受限于美国，相关设备我们也都需要向国外进口，但是由电动车所驱动的这条化合物半导体之路已经是势在必行，拥有矽岛美名的台湾也必须要起而行，才不会在这波浪潮中被淘汰，「我相信我们在半导体的制造与成本控管上依然是独步全球，」狭着这股绝对的优势，以及过去我们在半导体产业的耕耘与投入，李宗鸿相信携手SEMI的力量，在化合物半导体这场赛局我们绝对不会缺席。