爭食 5G 與太空衛星商機!穩懋囊括全球七成市占,布局 10 年聚焦高毛利通訊市場

作者 | 發布日期 2021 年 03 月 28 日 9:00 | 分類 5G , 材料、設備 , 網通設備 Telegram share ! follow us in feedly


做為全球最大的化合物半導體晶圓代工廠,穩懋手中囊括了全球超過 7 成的功率放大器市占;基本上,只要是智慧型手機,裡面一定會有穩懋生產的功率放大元件,而只要是做射頻通訊元件的廠商,幾乎都是穩懋的客戶。

基於砷化鎵製成的 3D 光感測元件 VCSEL(垂直共振腔面射型雷射),也是穩懋的重要產品。國際專業雷射器大廠 Lumentum 原本僅給穩懋代工 VCSEL 元件,不久後也將把最新的光通訊元件交由穩懋代工。穩懋可以說是從光感測到無線通訊,再到光通訊,通吃化合物半導體最高價值的市場。

化合物半導體,市場重要性提高

從 GaAs(砷化鎵)到 GaN(氮化鎵),化合物半導體在整個半導體市場重要性愈來愈高。雖然目前其產值仍然有限,但其背後代表的未來產業總產值卻已經是天文數字,從手機、汽車、伺服器,甚至未來衛星通訊等,沒有化合物半導體,這些產業都無法運作。

穩懋董事長陳進財接受《財訊》專訪時表示,雖然現在市場上很常用第 2 代、第 3 代半導體概念區分不同化合物半導體材料,但實際上這些材料並沒有替代效應,彼此特性和適合應用也不同,就如最原始的半導體材料,矽仍是現今半導體產業的絕對主流。

▲ 穩懋董事長陳進財(右)不做低毛利生意,仍將專注於通訊領域;左為副董事長王郁琦。

陳進財強調,這些不同類型的化合物都會是未來半導體應用的重要環節,用第 2 類或第 3 類半導體來稱呼比較適合。而化合物半導體市場隨著電動車、行動通訊甚至衛星通訊等新型態應用的增加,需求也愈來愈大;但這類產品從上游材料、代工製造,到下游設計,技術難度都非常高;尤其是上游的材料部分,至今能穩定供應包含化合物半導體磊晶、基板的業者仍相當有限。

穩懋副董事長王郁琦指出,因為氮化鎵沒有自己的基板,必須附著於外來的基板上,最常用的就是藍寶石、碳化矽及矽基板。而相較於宏捷科使用較低成本的藍寶石為基板,穩懋則以碳化矽為基板,藉以提高效率;不過,由於兩者的晶格常數以及熱膨脹係數都有一定程度的差別,製造出來的產品容易破裂或因熱損壞,這導致第3類半導體通訊元件加工困難,製造良率也低於一般矽製程。

「穩懋 10 年前就開始研究第 3 代半導體,3 年前就開始交貨。」陳進財說,第 2 代的砷化鎵以低電壓為主,適合用在手機上,但第 3 代的氮化鎵可適用於大電壓,相較於砷化鎵可以輸出更高頻的波形,擁有更好的抗干擾能力,目前 5G 基地台或者是衛星通訊,甚至是自動化工廠內的互聯網通訊系統,基本都需要氮化鎵才能達成。

拉高技術門檻,甩開後進者競爭

不過現在氮化鎵的問題是是太貴,所以只用在高階基地台或衛星裡面,之後成本下降,用在手機裡面可以實現更高頻譜的支援、更小的晶片面積、以及更省電的通訊功耗表現。

陳進財表示,以應用來看,不論是砷化鎵,或者是碳化矽、氮化鎵,都比傳統的矽更適合用在功率元件;而因為功率元件的製造難度較低,尤其是小功率的元件,相關製造者多,成本也不斷下降,所以現在也可以看到使用氮化鎵的電源產品愈來愈多,價格也愈來愈便宜。

「但穩懋只會專注於通訊元件,因為公司從成立以來就一直注重化合物半導體與通訊元件技術研發。」陳進財認為,再加上通訊技術門檻極高,需要極長時間的投入才能有所累積,不是花錢就能夠得到成果,後進者想進這塊市場難度極高,這能確保公司的穩定獲利。

就整體市場而言,目前第 3 代半導體產值相對仍低,以穩懋的產能來看,目前 800 片晶圓就可以滿足大部分客戶的需求,占穩懋營收也僅約 5%;相較之下,砷化鎵的產能達 4 萬片。不過,陳進財強調,就成長率來看,穩懋 2020 年砷化鎵整體出貨成長為 20%,但氮化鎵產值年成長卻高達 50%。

隨著 5G 與其他先進通訊應用的起飛與普及,穩懋已宣布要在南科投入 850 億元進行產能擴充的計畫,第 1 期將支出 26 億元興建廠房,2021 年就會開始動工。陳進財表示,完工後的產能將會較現在翻倍成長。

投入 850 億擴廠,產能將倍增

除了氮化鎵,穩懋也布局磷化銦材料的技術與應用。磷化銦雖然在電子遷移率稍遜於砷化鎵,但卻擁有比砷化鎵更高的功率密度,這使得磷化銦成為新一代的 5G 毫米波等的功率放大器重要技術選項。同時,磷化銦在光通訊中同樣擁有極佳的技術優勢,而這也是 Lumentum 之所以願意在穩懋投產未來光通訊元件的重要原因之一。

面對中國業者積極擴產,陳進財表示,中國政府投入了大筆資金發展第3代半導體,上游材料也有不少著墨,三安、海威華芯等都有一定的第 3 類半導體方案代工能力。然而,真正需要關注的是中國的晶片設計公司,就如同過去中國發展半導體時,下游晶片設計公司如雨後春筍般設立,產值增長驚人。中國過去在射頻技術方面著墨較深,剛好能和第3代半導體互相配合;台灣這方面的技術能力較弱,投入的業者較少,因此需要特別關注。

▲ 看好化合物半導體通訊商機,穩懋投入 850 億元擴增產能。

(本文由 財訊 授權轉載;首圖來源:穩懋