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砷化镓晶圆代工的市场分析与角色扮演

  • 黄书玮

2008砷化镓年复合年成长率(CAGR)=6%
2008砷化镓年复合年成长率(CAGR)=6%

未来砷化镓主要的市场应用
手机及3G网卡:
手机成长速度近几年已有所趋缓,但以砷化镓通讯芯片出货的比重与手机功率放大器(PA)销售情况来看,未来几年高度成长可以预期。原因可归纳以下几点:低价手机盛行、智能手机热卖与移动上网需求激增。

IC设计公司诸如联发科、展讯与晨星利用其设计能力与完整的客户服务,造就了千千万万的低价手机在中国大卖,并在世界其他新兴国家热销,使砷化镓功率放大器(PA)前阵子在中国缺货数月。随着中国主导的TD-SCDMA陆续开台,从2010年开始将有另一波2G/2.5G转换3G/3.5G的换机潮。一般而言,2G手机需要一颗PA; 2.5G手机需要二颗PA; 3G手机需要四颗PA; 而3.5G手机则需要六颗PA。总体来说,就算全球手机的销售量成长减缓,PA的用量还是会高度成长。

在智能手机方面,苹果iPhone 3GS与宏达电HERO机等SMARTPHONE全球大卖,也刺激全球高消费手机市场对智能手机需求。目前最新的智能手机不但有卫星导航、无在线网、蓝牙通讯、多频多模并且已朝向3.5G发展。也就是说,一支手机将来会使用至多八个PA,对于砷化镓产业来说,又是一大利多。

而在移动上网方面,低价笔记本电脑与上网笔记本电脑(NETBOOK)热卖,加上2010年WINDOWS 7带动的换机潮,几乎人手一本笔记本电脑,也间接刺激了移动上网卡的销售与上网业务。未来无线网卡将不再局限于单一国家,多频多模的机种也将陆续出笼以因应各国不同通讯系统,对PA需求势必有增无减。

点对点通讯:
随着信息量高速增长,传递数据的流通量也将日益增加,造就了高频率高乘载无线通讯市场的兴起;另外,因应60GHz以下的开放通讯频段已不敷使用,众多IC设计公司转向提供更高频段通讯的解决方案。

60GHz频带提供了充足的、免付费的应用频段。在美国,57GHz到64GHz频段是可用的,而日本则是59GHZ到66GHZ频段其他世界各国也有相近类似的免付费频段可供使用。目前可预见的运用最主要是在点对点的信息传输,包括商用上大楼与大楼间的无线传输或基站与基站间的连结或是一般家中电器如冰箱与网络的连接、液晶电视与蓝光拨放机的无线传输、外接存储装置与各电脑的影音无线分享等,都需要利用砷化镓无线通讯芯片来取代杂乱的传输线及网络线。如此高应用度代表了潜在的商业利益具有无限想像空间。

汽车防撞雷达:
汽车工业的演进,行车安全的观念也从被动的事故防护变成主动的事故预警,进而带动了汽车防撞雷达的需求。根据国外研究显示,若能有效运用防撞雷达提前零点五秒预警驾驶前方状况,车辆追撞机率就能减少六成;若提前到一秒,追撞机率就能大幅减少到百分之十。

目前欧美日都极力发展「汽车防撞警示雷达系统」,但现行测速雷达采用的信号,包括超声波、雷射、红外线与影像等技术,都无法克服天候影响导致信号衰减,因而降低侦测距离的效能,而只有以砷化镓半导体为主要材料制作的毫米波汽车防撞警示雷达,几乎不受天候及外界的影响,可靠度也最高。目前国外研发的汽车防撞雷达,只配备在百万豪华车种上,生产成本非常高昂,但是随着砷化镓制造技术的日益精进,未来汽车防撞雷达将如同现行安全气囊一般,必能普及至一般房车上。

卫星通讯(VSAT):
新兴市场经济的高度成长和经济力与购买力日益提升,对于收发信息的需求也增加。诸如非洲、印尼、大陆与南美洲等新兴国家,幅员广大却缺乏基础建设,使得光纤电缆等实体信息传输媒介架设不易。因此卫星通讯需求应运而生,可为偏远地区的商业用户和家庭提供可靠且具低成本的宽频传输。VSAT采用小型天线来发送和接收卫星信号,其中两大关键模块升频模块BUC(Block Up Converter)及低杂讯降频模块LNB(Low Noise Block),必须倚赖砷化镓pHEMT的高电压运作、高频输出及低杂讯功率放大等物理特性来设计制作芯片。

除了以上所述四大主要应用,砷化镓还可以用于太阳能、LED、光纤通讯、高频震荡器等。这些在在的证明了未来通讯市场对于砷化镓高频应用有极大的需求,也代表砷化镓市场有其必要性及利基点。

晶圆代工的优势与成功法则
70年代开始随着矽晶半导体技术的演进及各种家用电器对IC控制电路及芯片的广泛应用,造就了矽半导体产业二十多年的高度成长。90年代末期,随着网络与无线通讯普及化,同样也带动高频通讯方面芯片设计与应用商机,也造就了砷化镓产业的兴起。

由此可见砷化镓晶圆代工市场的演进,可以从硅片代工的二十多年历史推估其未来走势。成功的晶圆代工主要优势分为三方面:客户关系、先进技术、及优越的制造能力。稳懋半导体从1999年创立以来就朝着成为砷化镓晶圆代工产业的龙头自许,虚心向硅片代工的成功商业模式学习。稳懋从客户观点,解决了IC设计公司在选择代工厂时最关切的核心技术外流问题。IC设计公司将订单发给IDM公司生产时,IC设计公司最担心产品设计被抄袭,而专业代工厂没有自己的产品,对IC设计公司来说是极大的诱因。在先进技术方面,代工厂必须持续开发新的制造技术,以最短时间内将客户的需求产品化。在制造方面,代工厂必须持续缩短制造工时、提升产品良率、扩大产能规模、降低制造成本,以期能与设计公司联合与国际IDM大厂相抗衡。

进入二十一世纪,消费者追求的是个性化与独特性的产品。尤其在面对强调「多样」、「少量」和「Time to Market」三大特色的通讯与消费性市场时,如何满足客户定制化需求及降低生产成本,成为各家设计公司必须面对的当务之急。此时若能与具有高度制程弹性与生产规模和高良率优势的代工厂合作,以上问题均将迎刃而解。

观察最近五年来砷化镓市场变化,不难发现过去以欧美主导的芯片设计公司已渐渐式微,取而代之的是以亚洲市场为主的设计公司如雨后春笋的出现,一方面是前一阵子的国际金融风暴,造成欧美市场需求急速萎缩,另一方面是大家看到亚洲新兴国家对通讯芯片急起直追的需求。因为如此的转变,成就了占地利之便的稳懋半导体在亚洲砷化镓代工市场的地位。

在客户服务与技术支持方面,稳懋提拨高于业界的营收比率投入研发、工程实验、技术人员招募与训练等相关用途,进而充实并累积自有技术以期能为客户提供更有效率的服务及更先进的技术,增强客户的向心力与其产品竞争力。

高生产效率,降低物料运送的时间,还可以就近解决生产中出现的相关问题。
因应2007年开始对通讯芯片市场缺货情况,稳懋一直逐季增加产能并扩充或购置新厂房及设备,目的就是要能提供稳定而有弹性的产能规划因应多变的通讯芯片市场。

综观以上所述,台湾砷化镓代工产业座落亚洲重要的枢纽位置,有强而有力的技术团队,并能提供高效率低成本的晶圆与弹性的产能规划,代表着未来将有稳定持续成长的空间。(本文由稳懋半导体提供,DIGITIMES整理)

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