鴻海、比亞迪、IDM風雲會 布局第三代半導體逐鹿中原
電子時報00:06何致中/綜合報導
新世代半導體發展趨勢風起雲湧,醞釀20多年的氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)並非嶄新的「黑科技」,但隨著無線通訊技術、充電技術越來越需要具「高功率密度」特性的寬能隙(WBG)元件,GaN、SiC等明顯優於主流矽基(Si-Based)半導體的性能備受重視。
特別是在「未來車」相當有機會成為下一個資通訊產業革命的主戰場的此刻,欲想在電動車卡位的龍頭集團業者無不摩拳擦掌。除領頭的國際IDM大廠包括英飛凌(Infineon)、意法半導體(STM)、Cree、羅姆(Rohm)等業者外,中系功率半導體與電動車大廠比亞迪集團,以及台灣EMS龍頭的鴻海集團,紛紛著手對於SiC、GaN領域更深遠的布局藍圖。而針對近期包括兩岸、海外等龍頭大廠布局狀況,以下為DIGITIMES所作整理。
IDM廠轉向8吋廠生產 凸顯領跑者角色
儘管台系業者包括鴻海、中美晶、台積、聯電、富采投控、漢民、穩懋等,力求大打跨界集團戰儘速合縱連橫。惟領跑的國際IDM大廠「轉進8吋晶圓廠」生產已然增速,包括意法、羅姆等,近期英飛凌也宣布與Panasonic共同量產8吋矽基氮化鎵(GaN-on-Si)新品,預期2023年上半新品將進入市場。
而此舉正是力圖突破目前第三代半導體元件價格明顯高於矽基元件2~3倍的主要方向之一,目前主流的6吋廠產能也不足以因應未來被廣泛應用於3C充電領域的GaN-on-Si元件。
英飛凌大中華區總裁蘇華、意法亞太區副總裁暨台灣區總經理Giuseppe Izzo等也公開指出,第三代半導體領域IDM大廠們已經卡好最佳位置,GaN、SiC的市場接受度目前看來也比預期快。
IDM廠在技術、產品組合、整體解決方案都相當完整,甚至是第三代半導體在材料以外的各種電源IC週邊包括驅動器、MCU等全方位配套策略,目前恐怕仍是寬能隙元件領域發展最全面的主力。
比亞迪、鴻海各自出招 共逐EV、第三代半導體大計
鴻海總裁劉揚偉於SEMI論壇中指出,EV將持續替第三代半導體的SiC、GaN鋪路,未來也可望成為一座「新護國神山」。
新世代化合物半導體潛力高 新護國神山待醞釀
事實上,化合物半導體也包括一般稱為第二代半導體的砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等等,穩懋副董事長王郁琦指出,化合物半導體繼5G RF應用、手機用3D感測應用等,後續包括未來的6G、衛星通訊、車用光達(LiDAR)、生物辨識等,在在都需要更多的化合物半導體,也將成為次世代半導體關鍵之一。
整體來看,舉凡光學元件、充電元件、通訊元件等,囊括寬能隙材料的第三代半導體潛力持續被市場重視,而不管是業界老鳥或集團新兵,組隊大打世界盃的風雲集結態勢為現在進行式,更可能往國家產業戰略方向角度前進,這也回應鴻海總裁劉揚偉所述,台灣已經在矽半導體享有高度成就,如何複製到剛起步的第三代半導體,打造一座「新護國神山」,更是未來產官學研界重點任務。
隊長資料整理:
TrendForce示,2021 年各國 5G 通訊、 消費性電子、工業能源轉換及新能源車等需求拉升,驅使基地台、能源轉換器(Converter)及充電樁等應用需求大增,第三代半導體氮化鎵(GaN)及碳化矽(SiC)元件及模組需求強勁。氮化鎵功率元件成長幅度最高,預估今年營收將達8,300萬美元,年增率高達73%。據TrendForce研究,氮化鎵功率元件主要應用大宗為消費性產品,至2025年市場規模將達8.5億美元,年複合成長率高達78%。前三大應用占比分別為消費性電子60%、新能源汽車20%、通訊及資料中心15%。據TrendForce調查,截至目前有10家手機OEM廠商陸續推出18款以上搭載快充的手機,且筆電廠商也有意跟進。
全球SiC功率市場規模至2025年將達33.9億美元,年複合成長率達38%,前三大應用占比將分別為新能源車61%、太陽能發電及儲能13%、充電樁9%,新能源車產業又以主驅逆變器、車載充電機(OBC)、直流變壓器(DC-DC)為應用大宗。
漢民科技集團,控股公司。打入華為5G基地台供應鏈。
旗下「嘉晶」(61.2%)為國內前二大磊晶矽晶圓供應商。
旗下「漢磊科技」(100%)為國內最大功率/類比IC晶圓代工廠、全球第九大矽磊晶圓廠,生產MOSFET、IGBT及二極體。
4吋廠600~1200V SiC SBD/MOSFET已量產。
6吋廠1700V SiC SBD/MOSFET已量產
SiC晶圓薄化可達100微米。
因應5G、電動車應用帶動功率半導體需求,研發WBG寬能隙材料的GaN氮化鎵、SiC碳化矽製程,漢磊旗下三座晶圓廠都已通過車規認證並量產。
去年EPS-1.64元。今年上半年EPS 0.07元轉虧為盈。
今年7月營收6.31億元續創新高,月增4.43%、年增41.08% 八月營收再創新高
漢磊布局化合物半導體超過10年,這將是未來營運主軸,近2年策略上正往氮化鎵、碳化矽、車用MOSFET、二極體、靜電保護等TVS等5類別發展,特別鎖定車用相關,今年已看到成效,由於碳化矽與氮化鎵產品價格比一般半導體高,對漢磊營收或獲利都會有幫助。漢磊下半年到明年上半年營運展望皆樂觀,因為還有很多客戶排隊要產能,「客戶追單仍多,產能滿到年底沒有問題」。惟上半年剛虧轉盈,EPS還未顯現,
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【台積近日走勢偏弱】
美系外資分析報告表示,全球晶片封測產能有14%位於馬來西亞,但受疫情影響,自6月開始實施部分封鎖,外資指出,供應商預期馬來西亞的晶片產能這時間即可望出現明顯改善,就他們看來,整體半導體需求可能被高估了...
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【越來越強大的 MCU】
從英特爾 (Intel) 最早的 4 位元 4004 開始算,微控制器 (MCU) 已經 50 歲了;如果從性能的角度來看,當今高性能的 MCU 產品已遠遠超過 20 多年的中央處理器 (CPU)。很多廠商為了區分高性能處理應用的場景,推出了微處理器 (MPU) 概念,從名稱上與傳統 MCU 區分。不過 MPU 並無嚴格定義,不同廠商對 MPU 的定位也不同;而隨著 MCU 在性能製程上的進步,MCU 與 MPU 之間的界線也逐漸模糊。
根據統計機構的資料,2020 年 MCU 主流產品是 32 位元,佔據超過五成市場,但令人稱奇的是,8 位元 MCU 仍然持有四成左右的市場份額;剩下的 16 位元和 4 位元 MCU 只有個位數的市場份額,且正被 8 位元或 32 位元 MCU 取代。除了資料位元寬,另一項區分 MCU 的規格就是指令集,主要分為 CISC 指令集和 RISC 指令集兩大類,其中 RISC 指令集的 MCU 佔比超過 3/4。在 RISC 指令集產品中,目前安謀 (Arm) 的 RISC 指令集 MCU 佔有絕對優勢地位。
如今 MCU 的平均價格已經跌至 1 美元以下,這大幅降低了包括物聯網 (IoT)、人工智慧 (AI)、穿戴設備的進入門檻。廉價的 MCU 和簡單易用性能的強大的開發工具,為不同門檻的准入者提供實現創新的機會。儘管平均單價正在下降,但是整個 MCU 市場營收卻保持快速增長,市場營收預計在 2023 年近 190 億美元,其中超過八成的市場份額被前十大供應商壟斷。總體來看,汽車仍佔據 MCU 最大份額,加上工業和醫療,三者合佔近六成市場,消費和運算約佔三成。
32 位元 MCU 因其兼具控制、通訊以及某種程度的邏輯處理能力,同時在功耗方面的不錯表現,成為物聯網市場首選,整個物聯網、穿戴式 MCU 的市場增長速度超過平均值。Arm 架構的統治地位依然穩固,並與富士通合作開發可技術,並在此基礎上開發了 SVE2,在更廣泛的應用中實現增強的機器學習和數位信號處理能力,以便應對無處不在的AI 需求。但是也並非沒有競爭者,近年正夯的 RISC-V 就來勢汹汹……。
延伸閱讀:
《今非昔比的 MCU》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0813/48769.html
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