三星，入局八英寸氮化鎵代工

在今日舉辦的代工論壇上，三星表示，將從 2025 年起，三星將開始針對消費、數(shù)據(jù)中心和汽車應(yīng)用的 8 英寸氮化鎵 (GaN) 功率半導體代工服務(wù)。

隨著寬禁帶材料開始在功率電子領(lǐng)域取代硅，氮化鎵在消費市場站穩(wěn)腳跟，這將在今后幾年里帶來這類材料在功率器件市場的大幅增長，尤其是在中國。

作為一種仍處于高度創(chuàng)新和開發(fā)階段的第三代材料（首款商用功率器件問世還只是 10 年前），氮化鎵在功率電子領(lǐng)域的前景極具潛力。Yole Group旗下的Yole Intelligence在其內(nèi)容全面的市場報告《Power GaN》中預測，截至2027年，氮化鎵功率半導體器件市場規(guī)模將從2021年的1.26億美元增至 20 億美元。Yole Intelligence 的分析師預計該市場將出現(xiàn)59%的強勁年均復合增長率，而且氮化鎵在汽車和電信/數(shù)據(jù)通信等應(yīng)用領(lǐng)域的滲透不僅將帶來獨特的合作伙伴關(guān)系，還可望產(chǎn)生大量并購和重磅投資。

具體到三星方面，在今年三月，有報道指出，三星已支出約2,000億韓元（約1.54億美元），準備開始生產(chǎn)碳化硅（SiC）與氮化鎵（GaN）半導體，用于電源管理IC，而且計劃采用8吋晶圓來生產(chǎn)這類芯片，跳過多數(shù)功率半導體業(yè)者著手的入門級6吋晶圓。

韓媒The Elect報導，消息人士說，上述的支出金額顯示三星可能已經(jīng)生產(chǎn)這類第三代半導體的原型。

碳化硅與氮化鎵比硅更耐用、能源效率更高，因此被用于最新電源管理IC。碳化硅因為其耐用度，獲得汽車產(chǎn)業(yè)愛用；氮化鎵則因切換速度快，獲得更多無線通訊應(yīng)用。

三星今年稍早成立功率半導體任務(wù)團隊，做為生產(chǎn)碳化硅與氮化鎵芯片的第一步。除了三星的芯片事業(yè)員工外，來自LED團隊和三星先進技術(shù)研究院（SAIT）的員工也參與了該任務(wù)團隊。LED事業(yè)人員也參與的原因是，制造LED的晶圓已使用氮化鎵與其他氮化物材料。

三星計劃用8吋晶圓生產(chǎn)碳化硅與氮化鎵芯片，跳過多數(shù)功率半導體業(yè)者著手的入門級6吋晶圓。

MicroLED也是用8吋晶圓來制造。三星先進技術(shù)研究院已經(jīng)擁有氮化鎵相關(guān)技術(shù)。

三星采用8吋來切入功率半導體生產(chǎn)是值得注意的，因為多數(shù)碳化硅芯片是利用4吋晶圓和6吋晶圓制造，至于在氮化鎵方面，8吋晶圓日益變得主流。

三星發(fā)言人表示，他們與碳化硅芯片相關(guān)的業(yè)務(wù)仍在「研議階段」，尚未正式?jīng)Q定。

與此同時，為了確保6G最前沿的技術(shù)，5納米射頻（RF）也在開發(fā)中，并將于2025年上半年上市。三星的5納米射頻工藝顯示功率效率提高了40％，降低了50％與之前的14nm工藝相比，面積有所減少。

此外，該公司還將在其 8nm 和 14nm RF 中添加汽車應(yīng)用，從而擴展到目前量產(chǎn)的移動應(yīng)用之外。

行業(yè)巨頭，涌進氮化鎵代工

其實在此之前，臺積電、聯(lián)電、世界先進等各大代工廠都已經(jīng)加入這場競爭激烈的第三代半導體戰(zhàn)役中。

作為全球晶圓代工的龍頭，臺積電在第三代半導體領(lǐng)域已布局久矣，2014年在6英寸晶圓廠制造GaN組件；2015年生產(chǎn)用于低壓和高壓應(yīng)用的GaN組件；2017年開始量產(chǎn)GaN-on-Si組件；去年年底有傳聞稱臺積電已具備8英寸量產(chǎn)能力，不過未得證實。

在臺積電看來，第三代半導體的競爭優(yōu)勢就在于功率與射頻應(yīng)用，因此相較于碳化硅，臺積電更看好氮化鎵的快充、輕薄、效率高的特性，更專注于氮化鎵的材料與技術(shù)開發(fā)，并鎖定快充、數(shù)據(jù)中心、太陽能電力轉(zhuǎn)換器、48V 直流電源轉(zhuǎn)換器、電動車車載充電器與轉(zhuǎn)換器等5大領(lǐng)域，搶攻商機。

作為晶圓代工二哥的聯(lián)電先前的第三代半導體布局，主要通過轉(zhuǎn)投資聯(lián)穎切入。

據(jù)悉，聯(lián)穎是聯(lián)電投資事業(yè)群的一員，成立于 2010 年，主要提供 6 英寸砷化鎵晶圓代工服務(wù)，生產(chǎn) CMOS 制程的二極管、MOSFET、及濾波器等，終端產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括手機無線通信、微波無線大型基地站、無線微型基地臺、國防航天、光纖通訊、光學雷達及 3D 感測組件等。

在發(fā)展路線方面，聯(lián)電以提供功率、射頻組件方案為主，初期以氮化鎵技術(shù)先行，待其技術(shù)發(fā)展成熟后，下一步才會朝碳化硅開始布局。

對于第三代半導體，世界先進董事長方略是這么看的，“即使再過5年，第三代半導體產(chǎn)值也未必超過（半導體整體市值的）1％，但是新材料（碳化硅、氮化鎵）衍生的商機，將突破硅材料無法做到的領(lǐng)域，將是值得探索的嶄新世界?！?/p>

正是看到了第三代半導體所衍生出來的巨大商機，世界先進在2018年就宣布朝量產(chǎn)氮化鎵芯片的目標努力。

前年11月的法說會上，方略指出，基于GaN on QST制程的產(chǎn)品已經(jīng)有客戶進行原型設(shè)計與送交制造，目前已經(jīng)出貨的兩批產(chǎn)品線都通過可靠性測試，預計2021年底前會完成所有的程序設(shè)計，順利的話2022年上半年會看到有實際產(chǎn)品面世。

在技術(shù)方面，世界先進建立完整的氮化鎵加工技術(shù)，除了前后段制程都自行完成，同時也會建立自己的晶圓薄化技術(shù)。