IDM委外策略趋灵活 整合式GaN功率方案露头角

尽管全球消费电子市场需求出现不确定性，不过电力半导体仍因工控、车用需求持续火热，特别是近期备受重视的第三类化合物半导体，其中氮化镓(GaN)因可以沿用成熟的矽基制程，如矽基氮化镓(GaN-on-Si)，被视为能够率先通吃3C、商用、工控、车用领域的先锋。

国际IDM大厂包括如意法半导体(STM)、罗姆(Rohm)、英飞凌(Infineon)及模拟IC龙头德州仪器(TI)等，无不力拱「整合式」GaN解决方案。据了解，整组GaN IC方案也是台积电内部优先发展的选项，在后段封装部分，日月光集团旗下环旭电子已率先与GaN Systems公司结盟合作，看好的就是工控、电动车(EV)、充电桩功率模块构装商机。

而能够整合自家产品的GaN方案，更是IDM大厂戮力发展的重要方向。TI相关业者表示，GaN是电力电子产业的热门话题，因为这种化合物半导体支持80 Plus钛电源、3.8 kW/L电动车车载充电器、EV充电站等设计。在许多应用中，GaN方案能够提高功率密度和效率，可取代传统矽基金氧半场效晶体管(MOSFET)。

不过由于其电气特性，使用GaN进行设计将面临与矽不同的诸多挑战。GaNFET的不同类型，分别具有不同的装置结构，每个类型都有相对应的闸极驱动器和系统要求。每个GaN电源切换都必须与适当的闸极驱动器搭配。

GaNFET的闸极控制不正确会导致绝缘层、能障或其他结构元件的击穿，这个装置不仅会在这个系统条件下发生故障，也可能永久损坏。因此若要发挥整体「系统级」效益，必须得透过正确的闸极驱动器与偏压电源，进一步适用于高功率工控、车用系统，TI力求提供客户整体式GaN解决方案。

值得注意的是，台积电的GaN-on-Si制程也提供如意法等委外代工服务，意法也指出，GaN功率半导体除仰赖台积电代工外，意法本身也有法国8寸厂可以生产；GaN的RF应用领域，也有意大利晶圆厂视情况增加产能，意法也不讳言，后续在GaN元件领域，会有寻求委外晶圆代工、封测代工契机。

对于台系晶圆代工、封测代工业者来说，可以提供IDM大厂灵活的产能奥援，除台积电外，日月光投控旗下日月光半导体、矽品、EMS厂环旭，向来与IDM大厂关系良好，后续随着整组GaN解决方案的日益普及，环旭投资结盟GaN Systems的效益也更将浮现，锁定GaN功率模块领域前进。

尽管相较于成熟而庞大的矽基半导体，第三类半导体的市场规模仍相对微小，不过也因为近期整体经济环境波动，半导体业者认为这是一个开发新产品、加速新技术、拉开与竞争对手差距的好机会。

与此同时，因应车用、工控、数据中心等高功率密度的宽能隙(WBG)半导体才正要崭露头角，国际IDM大厂，甚至台系EMS龙头、既有功率元件业者、供应链等，都持续在台面下鸭子划水中。

责任编辑：朱原弘