DIGITIMES Research观察,全球功率半导体IDM厂与臺系晶圆代工厂看准5G、AI与电动车市场成长潜力,企图掌握新一波发展契机,已积极发展具宽能隙(wide band gap)特性的第三代半导体,众多材料中氮化镓(GaN)为应用于需高频与高功率的基站射频(RF)元件材料候选名单。
GaN产品锁定利基市场出发,例如5G基站RF元件,但供需与价格现处于不平衡状态,需求动能尚未爆发,2019年价格带仍在高点,GaN成本为矽基元件数倍以上。随众多GaN应用逐步酝酿发酵,市场需求动能强劲,带动制造成本压低,预估至2024年GaN成本可望符合市场期待。
GaN常见两类基板(substrate)分别为GaN-on-Si与GaN-on-SiC,各有优势与应用领域。GaN-on-Si磊晶长于矽基板上,适用于低功率元件,利用既有硅片即可量产,具成本优势;GaN-on-SiC结合第三代半导体GaN与碳化矽(SiC)宽能隙半导体材料特点,具高功率密度与高导热性、低功耗,适用于高功率基站RF元件。
全球已有众多厂商投入GaN RF元件生产,产业链分布以美国、日本IDM厂商为研发基地,臺湾厂商聚焦晶圆代工领域,当国外IDM厂产能满载,有机会寻求委外代工,这将是臺厂切入GaN供应链的机会点,除此之外,部分臺湾厂商切入上游GaN磊晶领域,供给中下游稳定的材料来源。
大陆规划五大产业聚落,全面布局第三代半导体以提高自研比例,长三角区域有完整GaN产业链,加速建立迎头赶上国际大厂的实力。美国厂商SiC领头羊Cree对宽能隙半导体展望相当有信心,于2019年宣示未来5年将在制造领域,投入公司历年来最大投资金额10亿美元,预估2024年可达成30倍的SiC与GaN产能。