• 砷化鎵成大國必爭產業  華為加速半導體國產化 結盟三安跨入射頻元件
  •   
      
作者:林麗雪     文章出處:先探雜誌   2064期      出刊區間:2019/11/08~2019/11/14

5G高速傳輸世代來臨,對PA、VCSEL等砷化鎵元件需求也數倍增,陸廠斥資擴產來勢洶洶,台廠仍有技術領先優勢,但中長期競爭勢必白熱化。
全球5G大戰開打,射頻元件是關鍵零組件的重中之重,日前媒體報導,華為已自主研發功率放大器(PA)晶片,並擬結盟三安光電(600703.SZ)代工生產PA,以分散PA零組件過度集中在穩懋(3105)代工的風險,消息一出,穩懋股價雖暫時垂淚,但包括英特磊KY(4971)、環宇KY(4991)等較少為投資人留意的砷化鎵股,身價水漲船高,究竟,何以砷化鎵股能在5G的世代中,成為大國相爭的焦點產業?



5G商機大 需求數倍增



砷化鎵(GaAs)乃是由三五族化合物半導體材料中的鎵(Ga)及砷(As)兩種元素混合而成,由於砷化鎵具有高頻、高電子遷移率、抗雜訊、耐電壓等特點,是目前無線通訊上最佳的基底材料,隨著5G設備的建置爆發,對砷化鎵的需求更是數倍增,無怪乎砷化鎵廠變得如此搶手。

而PA晶片,作用是將低功率訊號進行放大,是影響信號覆蓋的重要晶片,PA直接決定了手機無線通信的距離、訊號品質、甚至待機時間,是射頻系統中的關鍵元件。

隨著手機頻段持續增加,PA的用量也會跟著增加,傳統2G手機時代,僅需要一顆PA,到了3G,用量就倍增到二∼三顆,到了4G,一支手機需要的PA再倍增至四∼六顆,而根據StrategyAnalytics預估,5G時代的手機,PA的用量或將多達十六顆,在8GHz以下砷化鎵PA仍會是主流,但當到了8GHz以上,GaN(氮化鎵)就有望在手機市場成為主力,但至少目前發展的5G頻段系統,砷化鎵仍有相當大的發展空間。

全球PA市場大餅,主要為歐美IDM大廠分食,包括Skyworks(全球市占四三%)、Qorvo(二五%)、博通(二五%)及日本村田(三%),近年,隨著無晶圓的PA設計公司投入,PA晶圓代工模式逐漸興起,台廠的穩懋(3105)也因而大啖商機。

此外,據統計,穩懋、環宇KY、宏捷科(8086)三家台灣代工廠,全球市占就高達近九成,台廠在砷化鎵代工領域的實力極強,但其實,砷化鎵三雄年營業額加起來不過二百億元出頭,這樣的營業額竟能稱霸全球近九成的市占,可見砷化鎵產業的小而美。

這其實和三五族化合物半導體的發展特性有關。事實上,砷化鎵僅是三五族化合物半導體應用中的一環,而三五族半導體應用雖然極廣,但至今除了LED的量夠大外,包括雷射二極體、電子功率元件、射頻元件到聲波元件等,不是應用量小的利基型市場,就是大量的應用還未到成熟點。



中國風火投入砷化鎵發展



對於廠家而言,一項技術的發展,必須有終端出海口及訂單,才能活得下去,否則,產品的發展也只是空談而已,PA能夠大鳴大放,也是拜手機及無線通訊需求近年快速崛起之賜,而也只有這種利基的產業,擅長靈活應戰的台廠,才能勝出。

過去,三安的發展重心,也在應用量大的LED領域上,但在二○一七年底,宣布斥資一五○○億元擴產,除了一項與LED相關之外,其餘六項都是砷化鎵及通訊元件,三安將觸角擴及砷化鎵元件生產,代表市場需求已到有利可圖之地,陸廠跟進競爭,已是不可擋的趨勢,華為結盟三安,只是水到渠成,而對國內砷化鎵龍頭廠來說,短期是掉單威脅,中長期兩岸的技術激烈競逐恐怕才正要開始。

事實上,砷化鎵產業的競逐,在蘋果將VCSEL晶片導入手機3D感測應用時,就已經開始白熱化。VCSEL亦是砷化鎵應用領域的一角,技術由來已久,拜蘋果將VCSEL推上浪頭之賜,消費性需求跟著大爆發,根據Yole Research預測,到二○二三年,整個VCSEL市場將從目前的十一億美元成長至三五億美元,這比PA的十二億美元還高出二倍,應用廣、成長快,業者形容,現在中國發展VCSEL的風火程度,和當年發展LED的景況很像。



台廠有二∼三年領先優勢



不過,目前七成的VCSEL以消費性電子產品應用為主,另外三成才是車用駕駛、通訊、物聯網或醫療。對廠商來說,選擇消費性電子產品發展,可能有量無價,必須規模夠大,才有相對的利潤;利基市場應用,則是有價無量,這其實考驗的就是各廠家的產品定位。

國內目前已切入VCSEL發展的廠家,包括英特磊、晶電(2448)都是先以跨入有價無量的資料中心應用為主,晶電旗下的晶成半導體,另與環宇KY合作,間接跨入消費性VCSEL代工生產,而穩懋、宏捷科則都以消費性為主。

但不管如何,三五族化合物半導體終端應用的擴大發展,是機會,也是風險,特別對台廠來說,華為結盟三安,進一步將半導體國產化的觸角全面滲透到各項射頻元件,中長期來說,有可能是產業走向供過於求的開端,不得不慎。

惟短期而言,不像矽基半導體技術發展成熟度已高,三五族化合物半導體的技術進入門檻相對高,發展初期最大的問題,往往是良率拉升不易,這也是為何至今,全球相關廠商不多、且寡占的原因,也是砷化鎵股往往能享受至少三○倍、甚至更高本益比水準的原因。

業者指出,新進者要跨入三五族半導體領域,仍需要一段長時間的學習曲線,不可能短時間速成,台廠在高階產品的代工,仍有二∼三年的技術領先優勢,加上未來幾年的需求規模將仰角式成長,台廠應暫能穩住甚至攫取更大的市場占有率才是。


270*90
270*90
270*90
270*90
270*90

270*90