因应净零碳排议题 碳化矽相关元件与设备成长势不可挡
近年来化合物半导体的发展已势不可挡,尤其是在电动车应用近年的推波助澜之下,不论是碳化矽(SiC)或是氮化镓(GaN),皆受到相当高度的重视,尤其是在碳化矽方面,在电动车更是扮演电力转换与驱动的重要角色。
而在台湾,尽管已有业者投入此一领域,但要如何面对各国的产业竞合,也是台湾化合物半导体产业发展所面对的课题,有监于此,台湾电子设备协会与台湾大学工学院于2023年4月20日举办「2023化合物半导体国际论坛」,就该领域的挑战与未来,以及实务应用等面向举办一整天的研讨会。
其中亦不乏业界知名的重要大厂与会,诸如Wolfspeed、英飞凌、DISCO、安森美半导体、辛耘企业、世界先进、Electronlnks、Yole、碳矽电子、Soitec、PALLIDUS等,从芯片、调研、设备与研磨技术供应商等全数到齐。
因应节能减碳,碳化矽元件重要性渐增
辛耘行销事业群总经理李宏益指出,因应全球兴起的净零碳排运动,以减少对环境的破坏,碳化矽元件的存在至关重要,以碳化矽元件为基础的逆变器系统对于电动车、风力与太阳能发电都有相当大的益处。而Wolfspeed亚太区(不含中国)销售及市场部副总裁许至全则是谈到,近期暴红的ChatGPT的兴起,所带来的是更为庞大的运算能力需求,在这背后就是难以估算的电力输出,这对于碳化矽元件的成长而言,是相当大的市场驱动力。
众所皆知,庞大的电力需求与净零碳排是两个完全互斥的概念,在ChatGPT这类生成式AI的发展已不可挡的情况下,就必须要有更具能源效率的半导体元件扮演重要角色,方能在这两个互斥概念上取得最佳的平衡。
而安森美半导体经理江明松也呼应许至全的说法,他以太阳能逆变器系统50KW的等级为例,若是以IGBT架构的设计,其重量高达173公斤,但若改以碳化矽元件架构,大幅减轻至33公斤左右,若换算成功率密度,碳化矽几乎是IGBT的50倍,所以对于安装的场地与难易度上,碳化矽的确为太阳能系统服务业者带来相当大的便利性。
化合物半导体成长势不可挡,设备业者受惠已是必然
Yole Intelligene Taguhi YEGHOYAN博士则是从化合物半导体设备的角度切入,说明目前主要的化合物半导体芯片大厂如英飞凌、意法半导体、罗姆、博世与Microchip,在碳化矽元件的部分,预计皆在2024~2025年建置八寸厂产线并加以量产,而在氮化镓的八寸产线布局,如台积电、XFAB与嘉晶电子等,在2022年就已经陆续布局,而依照Yole的调查,针对化合物半导体设备的资本支出,预计2027年可望超过25亿美元,设备类型包括曝光、磊晶生成与制程处理与薄化等。化合物半导体晶圆产能将从2022年的975K(千片)至2027年将成长至3200万片的规模,年复合成长率达28%。
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