• 電動車、5G促電力元件變革  GaN快充五年內高速成長 漢磊、晶電受惠大
  •   
      
作者:林麗雪     文章出處:先探雜誌   2122期      出刊區間:2020/12/18~2020/12/24

各產業的快充需求,已經是不得不的趨勢,這催化寬能隙材料元件產業鏈在台加速成型與量產,蘋果明年起將推GaN快充,商機已不容小覷。
電動車及5G,都確定是不可能回頭的趨勢產業,同時驅動電力電子元件必須出現變革,包括碳化矽(SiC)及氮化鎵(GaN)這二種寬能隙材料元件的應用,已確定站在趨勢的浪頭上,布局橫跨這二大關鍵材料的美商Cree(Cree.US),近期股價大漲至一○四美元,並創下歷史新高,是最大的受惠者,而Cree股價的起漲,也預告寬能隙半導體業績將鳴槍起跑,台系供應鏈也將自明年起隨著應用放量而雨露均霑,其中又以布局GaN on Si已久的業者將最先看見到獲利挹注。



傳統電力電子元件正被顛覆



成立於一九八七年的Cree,國內投資人多半熟知其為LED專業製造大廠,不過,將自身定位為IC複合材料供應商的Cree,不僅在LED應用的氮化鎵(GaN)化合物半導體領域擁有極高的技術含量,更早在一九九一年就發表全球第一片的碳化矽(SiC)晶圓,不僅是全球碳化矽生產領域發展最早的廠商,更執全球碳化矽技術發展牛耳,也是Cree如今得以取得全球逾六成市占的主因。

即便碳化矽技術發展得早,但在不久之前,市場普遍都還認為實現碳化矽與氮化鎵電力元件的應用仍相當困難,一來是量產投入成本高,二來是市場未浮現大量出海口。

直至這二年,隨著愈來愈多款的電動車採用SiC MOSFET,加上Cree、日商SiCrystal及美商GTAT等大廠,都陸續啟動碳化矽材料及基板的擴產計畫,英飛凌、安森美等半導體大廠也加速綁料動起來,寬能隙元件的大量採用,才愈來愈有雛型。

就特性來看,與同類的矽元件相較,碳化矽或氮化鎵材料擁有極低的內部電阻,這可以改善電力電子元件的散熱,散熱達到最佳化後,也可以採用更簡單的封裝、尺寸和重量也大大減少,加上這二種材料都能夠在非常高的開關頻率下運作,工作溫度也更低,有鑑於傳統矽元件在許多應用都達到了極限,寬能隙技術顯然是未來電力電子的主要應用基礎,這新的技術演進刻正顛覆傳統電力電子元件產業。

包括電動車、5G及消費性市場,被公認為是寬能隙材料最具潛力的應用市場,其中,又以電動車最為有利可圖;而全球待安裝的數以百萬至千萬個5G基地台,不僅需要更高效能的電力元件,也需要變得更小更輕,以提高性能並降低成本,這都已是不可逆的發展趨勢。



GaN消費快充明年奔跑



因此,儘管短期內Cree獲利的拉升能力仍待考驗,但華爾街對於Cree橫跨電動車、5G兩大趨勢產業的戰略地位已從不確定到極度買單,全球相關的寬能隙半導體供應鏈,也可望逐漸站上趨勢的浪頭。

國內半導體廠過去一段時間陸續傳出跨足寬能隙元件的布局,包括在這領域布局多年的漢磊(3707)、嘉晶(3016),到中美晶(5483)集團子公司環球晶(6488)與GTAT簽訂碳化矽晶圓長約,並入股宏捷科(8086)加速推進氮化鎵(GaN)電子元件的產品開發、認證,儘管短期獲利挹注有限,但想像題材已十足。

不過,前景再好,要等到有實質業績發酵,可能仍需要一段時間。以碳化矽來說,能承受的電壓在一二○○V以上,高於GaN元件,主要應用場景會以電動車為主,除了有安全性及車廠認證時程要推進外,電動車的滲透率提升亦會是牛步,碳化矽元件要達到普及,要等到全球碳化矽龍頭大廠Cree在二○二二年產能大幅開出、並讓碳化矽基板降價後,業績的貢獻度才有望開始起飛。



台廠產業鏈成熟受益大



台廠可能暫時在碳化矽元件還吃不到商機,但在GaN的市場,明年起應可期望在5G基地台及消費性GaN快充出現業績挹注,這其中較值得關注、且較快有實績挹注的廠家應是漢磊、嘉晶及晶電(2448)

提到GaN,雖然有不少廠家宣示跨足,但光電協進會總監林穎毅直言,廠商要跨入氮化鎵元件市場,仍有一定的學習曲線,且相較於矽半導體元件,化合物半導體應用更多元、且多客製化,廠商最終拚的就是誰的良率夠高、成本夠低、然後能取得出海口,誰就是贏家。

據統計,今年全球GaN快充的市場規模為二三億元,但到二○二五年將快速上升至六三八億元,五年內的複合成長率將高達九四%,另根據市場研究機構Yole估計,至二○二四年,僅在手機和筆電快充領域,氮化鎵市場就可達三.五八億美元,更樂觀的情況下,市場規模將超過七.五億美元,未來幾年成長力道相當驚人。

中國雖是這二年GaN快充銷售發展最快速的地方,但其GaN產業鏈並不齊全,就連中國IC設計業者都直言,中國在矽基GaN材料和GaN工藝都不成熟,GaN功率元件並沒有量產條件,納微(Navitas)與小米合作GaN快充產品,也都是在台積電(2330)、漢磊進行代工的,台廠有很大的實力在即將快速成長的GaN快充市場中受益,除了台積電當仁不讓外,鴨子划水多年的漢磊、嘉晶,也有望邁向轉虧為盈。

另市場不曾留意、但會是GaN快充的另匹投資黑馬將是晶電。晶電耕耘GaN on Si技術已多達六年,在GaN製程的技術已相當成熟,據供應鏈消息指出,蘋果確定將在明年為旗下消費性電子產品推出二到三款的GaN快充產品,訂單將由Navitas取得,並由台積電代工,而在整個製程中具關鍵效率影響性的GaN Epi Wafer,則將由在GaN on Si製程已相當成熟的晶電提供,蘋果若確定推出GaN快充,不僅是相當大的商機,也將引領各品牌大廠相繼投入,GaN快充也將成為繼MiniLED之後,帶動晶電營運轉骨的另一利器。


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