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5G及汽車電子發力 第三代半導體材料市場規模擴大

發表時間:2019-03-22 00:00

拓墣產業研究院指出,相較目前主流的硅晶圓(Si),第三代半導體材料SiC及GaN除了耐高電壓的特色外,也分別具備耐高溫與適合在高頻操作下的優勢,不僅可使芯片面積可大幅減少,并能簡化周邊電路的設計,達到減少模組、系統周邊的零組件及冷卻系統的體積。除了輕化車輛設計之外,因第三代半導體的低導通電阻及低切換損失的特性,也能大幅降低車輛運轉時的能源轉換損失,兩者對于電動車續航力的提升有相當的幫助。因此,SiC及GaN功率組件的技術與市場發展,與電動車的發展密不可分。

然而,SiC材料仍在驗證與導入階段,在現階段車用領域僅應用于賽車上,因此,全球現階段的車用功率組件,采用SiC的解決方案的面積不到千分之一。另一方面,目前市場上的GaN功率組件則以GaN-on-SiC及GaN-on-Si兩種晶圓進行制造,其中GaN-on-SiC在散熱性能上具有優勢,相當適合應用在高溫、高頻的操作環境,因此以5G基站的應用能見度較高,預期SiC基板未來五年在通過車廠驗證與2020年5G商用的帶動下,將進入高速成長期。

盡管GaN基板在面積大型化的過程中,成本居高不下,造成GaN基板的產值目前仍小于SiC基板。但GaN能在高頻操作的優勢,仍是各大科技廠矚目的焦點。除了高規格產品使用GaN-on-SiC的技術外,GaN-on-Si透過其成本優勢,成為目前GaN功率組件的市場主流,在車用、智能手機所需的電源管理芯片及充電系統的應用具有成長性。

拓墣產業研究院指出,觀察供應鏈的發展,由于5G及汽車科技正處于產業成長趨勢的重心,供應鏈已發展出晶圓代工模式,提供客戶SiC及GaN的代工業務服務,改變過去僅由Cree、Infineon、Qorvo等整合組件大廠供應的狀況。GaN的部分,有臺積電及世界先進提供GaN-on-Si的代工業務,穩懋則專攻GaN-on-SiC領域瞄準5G基站的商機。另外,X-Fab、漢磊及環宇也提供SiC及GaN的代工業務。隨著代工業務的帶動,第三代半導體材料的市場規模也將進一步擴大。


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