化合物半导体具战略意义 台厂可建立虚拟IDM模式抢攻

近期第三类材料的碳化矽(SiC)、氮化镓(GaN)倍受重视，在电动车(EV)、低轨卫星(LEO)、消费电子快充、5G甚至6G通信时代，都会刺激化合物半导体需求飙升，台湾业者可以采取「虚拟IDM」模式，与国际大厂竞合。

黄铭章分析，后续如光通讯、5/6G、EV、节能减碳、电子电力半导体等趋势，会持续提升对于更多化合物半导体面积需求，也进入第三类半导体领域。

传统矽、锗(Ge)为第一类半导体，时至今日，矽半导体的频率、功率密度等渐渐达到极限，需要更多化合物半导体，如每一支手机里都有功率放大器(PA)、iPhone的人脸识别用光学元件等，采用第二类半导体的砷化镓。

未来随着5G基站、车用激光雷达等，都会采用GaN元件，甚至是话题火热的低轨卫星，也会采用如碳化矽基氮化镓(GaN-on-SiC)等通讯元件。

为什么低轨卫星如此火热？主系全球地表陆地面积仅占30%，海洋占了70%，这三成的陆地当中，还是有很多地方没有地面基站，若要迈向5G/6G等通信时代，需要借由低轨卫星来「无缝接轨」，这当中化合物半导体扮演要角，已经有许多美系大厂积极投入。

电力电子领域，化合物半导体应用更广泛。如快充用功率元件，虽然看起来相对简单，不过商机也是显而易见的，价格也比较便宜。如手机快充充电头，如果采用GaN元件，可以同时接上手机/NB/平板等，同样的充电器体积内，可望有3倍以上的功率密度提升。

再者，采用第三类半导体功率元件/模块的充电装置，体积将可有效缩小。如未来数据中心的耗能越来越大，采用高功率密度的功率模块，亦即运用到较少的空间，也就是说同一个大小的数据中心空间当中，可以放入更多的服务器。

电动车领域，更是SiC元件与模块的最大应用市场，据市场调查数据，2020~2026年的SiC市场规模年复合成长率，上看38%，规模也将逼近50亿美元。当然，以第三类半导体领域来看，欧美日IDM大厂着墨较深，国内则在过去3年中已经投入人民币1千亿元重金投资。

至于台厂未来的竞争策略为何？黄铭章分析，台厂可以建立「虚拟IDM」模式，如中美晶集团从晶圆、磊晶、制造、元件等多面向出发，集团旗下有环球晶、宏捷科、朋程等多方布局。

黄铭章总结，未来十年第三类半导体的高功率密度特性将带来成长动能，虽然占半导体市场规模相对小，但仍具战略意义。矽基氮化镓(GaN-on-Si)元件已经先行在3C快充、PC/数据中心领域进展，后续车用领域更为重点。RF用的GaN-on-SiC具有高进入障碍，各国主要用在5G、国防领域。

SiC则因太阳能、电动车需求明确，在中高压功率元件市场快速成长，目前成为产业界布局重点。

责任编辑：陈奭璁