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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這個趨勢跟我們夏季班第3堂課提到的股票有關係,
大家知道是什麼嗎??
#車輛電動化趨勢 MCU、CIS需求上升
車用半導體擴張的推動力,來自於自動駕駛、輔助駕駛系統等汽車控制相關需求,例如微控制器(MCU),也就是目前車用晶片缺貨之中的大宗,還有感測用的雷達與CMOS影像感測器(CIS)等外 就來自於環保車輛與節能減碳的趨勢,也就是功率半導體領域。
在微控器方面,Semiconductor Portal報導,市占率最高的是日廠瑞薩電子(Renesas),先進的微控制器良率控制可將瑕疵品壓低到0.1 ppm以下,也就是1,000萬分之1以下。瑞薩已量產搭載28奈米製程Flash Memory的微控制器,在車輛的電控系統(ECU)幾乎都搭載微控制器,而且傾向於加強安全性的效能冗餘,使微控制器的需求將進一步提高。
而10年來年複合成長率(CAGR)達16%的CIS市場,雖然在2020年受疫情衝擊,據IC Insights統計成長率僅3%,不過預估2021年,將成長19%,達228億美元,未來5年年複合成長率約12%,到2025年達336億美元。若以數量計算,2020年67億件的CIS,將以14.9%的年複合成長率,到2025年可年產135億件。
雖然CIS的主要需求,仍來自於5G普及帶動的手機銷售,手機鏡頭CIS的年複合成長率6.3%,2025年可達157億美元市場規模,但以成長速度來說,車用CIS成長最快。IC Insights估計,未來5年車用CIS的年複合成長率可達33.8%,到2025年可達到51億美元。
其他應用領域,如醫療與科學系統、安防監控、機器人與物聯網等工業用途,雖然2025年預估的市場都比手機用與車用CIS來得小,但成長速度都高於手機用CIS。
在車用CIS相關的市場,富士奇美拉總研(Fuji Chimera Research Institute)的報告預估,先進駕駛輔助系統(ADAS)與自動駕駛所需的車用攝影模組,由於環繞影像系統(Surround View)普及,使觀測攝影機(View camera)被採用的數量增加。
此外,在日本、歐洲、美國都開始強制採用自動緊急剎車系統(Autonomous Emergency Braking),也讓車前攝影機使用量上升。
2021年後疫情時代車市慢慢恢復,上述兩種車用攝影機的需求也會明顯攀高。預估到到2026年,車用攝影機模組的市場規模,將達到9,930億日圓(約合91億美元),與2019年相比,增加93.8%。
同樣使用攝影機的行車紀錄器,全球需求也在成長,不過各地區對於行車紀錄器對隱私的影響看法不同,部分國家增加速度較慢,但整體來說在安全性的需求下出貨仍會逐步上升,富士奇美拉總研預估,一般車輛使用的行車紀錄器的市場規模,到2026年會達到3,200億日圓(約合29.5億美元),比2019年增加2.2倍。環繞影像系統與行車紀錄器,都會拉高車用CIS的出貨量。
#車用功率半導體廠擴產 #追趕電動化商機
車用半導體之中,另一個項目是功率半導體。功率半導體在車輛與電機設備等都有使用,不過在車輛電動化的趨勢下,車用功率半導體的推升作用更加明顯。
國際半導體產業協會(SEMI)曾在2019年預估,以8吋晶圓估算的半導體產能,會在2022年達到月產650萬片。不過,在純電動車(BEV)與油電混合車(HEV)需求與產能不斷提升,功率半導體可能出現供應不足問題,使相關廠商開始加大投資。
例如英飛凌(Infineon Technologies)目前是最早投資功率半導體12吋晶圓廠的廠商,位於德國東部德累斯頓的第1座工廠已經開始量產,目前第2座12吋晶圓功率半導體廠,則在奧地利南部Villach興建中,預計將量產功率MOSFET與IGBT。車用零組件一級供應廠電裝(Denso)則是英飛凌的出資者之一,以穩定功率半導體供應來源。
電裝在車用半導體的投資布局,也包括針對瑞薩電子,逐步提高持股比例,到2020年底為止,占瑞薩股份8.84為第2大股東。電裝也與功率半導體新創Flosfia建立資本合作關係,在氧化鎵(GaO)功率半導體的車用領域進行研發合作。而占有電裝股份20%以上的豐田汽車(Toyota),也正在把車用半導體、電子零組件等硬體的研製,轉移到電裝。
安森美(ON Semi)則是以收購方式取得GlobalFoundries的美國紐約州Fishkill的12吋晶圓廠(fab 10),總價4億3,000萬美元,2019年已先付1億美元,到2022年底前會支付剩下的部分3億3,000萬美元。這座12吋晶圓廠雖然還沒有完全讓渡,但依據協議已開始為安森美生產半導體。
目前看來,歐美的功率半導體場對於12吋晶圓廠較為積極。而在日廠方面,三菱電機(Mitsubishi Electric)預定會在日本熊本縣工廠引進12吋晶圓的量產產線。三菱電機在廣島縣福山工廠目前只有後段製程,不過熊本工廠將來如果產能已滿,福山工廠設置12吋晶圓產線也將成為選項。
富士電機(Fuji Electric)在2021年度(2021.04~2022.03)的半導體設備投資額會拉高到410億日圓(約合3億8,000萬美元),年增1倍以上,以因應電動化車輛對於功率半導體的旺盛需求。而原本預計在2024年3月前的5年間,要完成的半導體設備投資1,200億日圓(約合11億美元),會在2023年3月前完成。
雖然這些投資主要集中在8吋晶圓的前段製程,不過,富士電機也正在研發12吋晶圓製程。至於何時設置12吋晶圓量產產線,由於12吋產線所需投資額是8吋產線的2倍~3倍,因此要依據市況再來評估。但比起12吋矽晶圓產線,富士電機可能對新建碳化矽(SiC)產線更感興趣。富士電機的2021年度半導體研發費,將年增6%,至130億日圓(約合1億2,000萬美元),研發車用IGBT、SiC功率模組,以及工業用第8代IGBT技術。
2021年第1季,富士電機的電動化車輛(BEV、HEV等)功率半導體訂單額,年增51%,金額與2020年第4季大致相同。預計到2021年第2季,也會維持第1季的同等級訂單額,此後則開始逐季成長。
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2020.12.21(一)
認識莫斯菲-坐擁千億商機
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大家早,我是 LEO
■ 什麼是Mosfet(莫斯菲)
Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor-金屬氧化物半導體-場效電晶體(簡稱:金氧半場效-電晶體)縮寫:MOSFET,跟我們的日常生活密不可分,應用範圍很廣,包含筆電、智慧型手機、工業、能源產品、電動車都大量應用,是電子產品必要的關鍵零件之一,簡單說,它就是扮演「電源控制元件」的角色。
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原理:在電晶體中當電子從源極經過電子通道在汲極流出,控制電子能否順利流出的關鍵就是Mosfet,當我們在閘極施加電壓,下方電子通道就會打開,電子就可以順利流出,它的功能就像水龍頭扮演控制水流從進水口到出水口的角色。
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■ 市場商機驚人
IC設計公司會把設計好的Mosfet電路圖交給晶圓代工廠(台積電、聯電、世界先進等)生產,大量新應用不斷增加,特別是高階mosfet應用於電動車等,研調機構預估到2022年mosfet市場規模高達75億美元。車用佔比估計22%,計算與儲存估計19%,工業用估計14%。
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■ 供給吃緊醞釀漲價
因為筆電及平板、WiFi 6設備、伺服器、遊戲機等新訂單持續湧入,車用晶片需求大舉回升,加上IDM廠擴大委外,6吋及8吋晶圓代工產能全面吃緊,交期拉長,投片成本也陸續從第 3 季起漲價約 15~20%,大陸MOSFET廠已經調漲價格10~20%,台灣的業者最快將在明年第 1 季有機會轉嫁客戶,反映成本的提升。
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■ 筆電市場
英特爾及超微的筆電新平台支援PCIe Gen 4及USB 4,同時加入人工智慧(AI)運算功能,單一系統對MOSFET需求及採用量倍增,在訂單排程上已是選擇性接單,高毛利的訂單將優先出貨。
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■ 5G快充商機
2020年5G智慧手機市場規模大約落在2億支左右水準,且進入2021年後將可望翻倍成長至4億支以上,5G手機傳輸速度更快,波長較短,天線變多,耗電變快,USB-PD快充功能成為標準配備,各廠大多以Type-C線材做為快充的充電線材,為支援更高規格的傳輸電壓,MOSFET也必須同步升級。
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因為8吋晶圓產能供給緊缺狀況下,品牌廠與OEM/ODM廠已經對台灣Mosfet供應鏈預定2021年上半年的訂單,且當中包含中國前四大智慧手機品牌及相關行動配件廠,使Mosfet廠順利搭上5G智慧機的快充列車。
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■ 電動車市場
根據拓墣產業研究院的數據,2021 年的電動車預估成長 36.7%,占全球新車銷售量近 4%,從長期的產業趨勢來看,功率元件產業重點發展項目一定是電動車。
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電動車的需求帶動不同電壓供電需求,難度更高,功率更大,更需要耐高溫,高壓,更穩定的特性,這塊市場幾乎都掌握在國際大廠手中,英飛凌(Infineon)就是業界龍頭,市占率約在 20% 左右,無論是 MOSFET、IGBT、GaN、SiC 都有完整的產品線。
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■ 第三代寬能隙材料功率元件
近年來各大廠積極研究新材料採用氮化鎵(GaN)與碳化矽(SiC)的新製程,雖然成本大幅增加, SiC功率元件價格約為矽基元件5倍,但是導入電源轉換器可提升電動車與電網間更高的運作效率、提高系統穩定度、系統及裝置小型化、縮短充電時間、延長電動車續航力等,在車載充電器及快充設備領域非常具有發展潛力。
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SiC較矽基元件具耐高壓、對應更高輸出功率、降低週邊電子元件損壞率、於嚴苛環境下信賴性高等優勢,在快充領域應用有很大發展潛力。同時,SiC元件可縮小快速充電樁的體積,延伸好處是能提升快充站土地利用坪效。
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根據德儀TI的說法,GaN的成本到2021年,成本將會大幅降低至1.37 倍,2024~2026年出現交叉,甚至2027 年 GaN 的成本將會遠遠低於傳統 矽製程Silicon。
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📊 台灣領導廠商
漢磊投控在SiC市場布局最早,旗下晶圓代工廠漢磊科提供4吋及6吋SiC晶圓代工,磊晶廠嘉晶(3016) 提供4吋及6吋SiC磊晶矽晶圓,均已獲客戶認證並進入量產,昇陽半(8028)則是專精SiC晶圓薄化。
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杰力(5299)是國內少數同時具有電源管理 IC 及 Mosfet 設計能力的公司,持續往 GaN 技術投入研發,據傳大中(6435)與杰力(5299)在技術上都已經有所突破。
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富鼎(8261) 有低壓產品之外,中高壓的 MOSFET,有能力直接與國際大廠競爭,今年 SiC 產品已經完成開發,尼克森及富鼎的碳化矽(SiC)二極體已開始出貨,2021年台灣MOSFET廠在GaN及SiC領域就有機會看到營收貢獻。
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♨ 股民當家團隊對於新一代半導體材料Sic、GaN在電動車、與快充領域特別感興趣,試想現在全市場都在講天鈺、通嘉、偉詮電、鈺邦,只是手機快充---相關股票就一直噴漲!
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💡 各位有想過電動機車,電動汽車電流電壓更高,如何才能充的更快,更安全,未來商機更大!一旦時機成熟,形成市場共識,天鈺就只是小菜罷了~~~
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