• GaN化合物半導體掀掛牌熱  美國有納微半導體、台灣有全訊先後掛牌
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作者:林麗雪     文章出處:先探雜誌   2167期      出刊區間:2021/10/29~2021/11/04

蘋果GaN快充宣布開賣的同時,全球GaN快充IC設計龍頭納微及國內GaN射頻元件IC設計廠全訊也上市,宣告產業正式進入黃金投資期。
國內第三代半導體題材炒得火熱,碳化矽(SiC)概念股漲翻天,但在第三代半導體扮演更關鍵角色的氮化鎵(GaN)族群,一直是全球科技論壇上被探討最多的技術商機,但今年在台股市場上,卻未受到太多的關注。隨著全球GaN快充IC龍頭大廠納微半導體(Navitas)日前正式在那斯達克掛牌上市,國內首檔跨足低軌道衛星及5G毫米波基地台GaN PA元件的IC設計廠全訊(5222)也正式於十月二十五日掛牌上市,全球GaN化合物半導體掀掛牌熱,投資陣容愈來愈龐大,也預告GaN半導體將繼碳化矽之後,進入黃金投資年代。



納微、蘋果引爆快充商機



成立於二○一四年的納微半導體,是全球第一家GaN功率IC公司,也是到目前為止,全球GaN IC晶片出貨量最多的公司,據統計,至今年十月,納微已出貨三千萬多顆的GaNFast功率晶片,這些晶片且沒有出現任何故障報告,包括戴爾、亞馬遜、小米、聯想、LG、Anker、Belkin等主要製造商生產的快速充電器設計,都出自納微。

而就在納微十月二十日於那斯達克正式掛牌上市的前一天,甫舉行完特別活動發表會的蘋果(AAPL.US),在發表會後亦在官網悄悄上架了一款140W USB-C電源轉接器,根據The Verge報導,此為蘋果首款上架開賣的GaN充電器,採用的亦是納微的設計,蘋果官網並建議,將這款充電器與甫發表的十六吋MacBook Pro搭配使用,以充分發揮快速充電功能,大約三十分鐘即可從○%充電至五○%。

自從去年蘋果發布iPhone 12不再免費搭載5W的豆腐頭充電器之後,市場即在臆測蘋果將加速推出GaN快充,然一直是只聞樓梯響,不見人下來。鴨子划水多年,如今終見到蘋果GaN快充產品上市,勢必加速推動各項消費性電子產品的快充滲透率,明年商機爆發已指日可待,TrendForce預估,隨著成本下降,預估至二○二五年GaN在整體快充領域的市場滲透率將達到五二%。

事實上,根據納微半導體公布的公司發展歷程顯示,早在二○一八年,納微就開發出全世界最小的65W USB-PD快充產品,台積電(2330)則在二○一八年配合加速進入GaN快充的量產,由於GaN快充的磊晶難度高,良率亦不好控制,蘋果若要推出,勢必要有相對應的供應鏈才足以供應,據了解,除台積電外,蘋果在GaN快充的磊晶供應廠即是富采(3714)旗下的晶成半導體,將是納微掛牌後,加速在各項快充產品導入後的最大受惠者。

在克服了良率(已達九成以上)、信賴性(零故障)、複雜的系統設計(單晶片IC解決方案)及高製造成本等難題後,隨著應用面逐漸實質化,納微正瞄準未來五年複合成長率將高達一一七%、總產值將高達二一億美元的GaN IC充電商機,且預估在二○二三年將進入高成長期,其中又以智慧型手機及消費性電子產品合計的八.六八億美元及電動車的七.二四億美元成長幅度最大,法國市調機構早前即預估,氮化鎵快充至二○二三年的複合成長率有五五%,而若蘋果加入採用GaN快充技術,則年複合成長率將會大幅提升至九三%,成為市場主流。



兩大咖搶進氮化鎵射頻



除了用在快充外,GaN半導體另一應用強項在低軌道衛星及5G毫米波基地台的微波通訊接收,不同於智慧型手機使用的功率放大器,低軌道衛星及5G毫米波基地台所需要的功率放大器,必須要能因應戶外極端環境的考驗,特別是傳送訊號的功率放大器(Tx PA),只有氮化鎵PA的高頻、高效、低發熱與高可靠度才可以解決以往處理不了的問題,也因此,全球通訊大廠包括高通、Qorvo、Skywork都積極跨入這領域的射頻元件開發與設計。



全訊技術超前國際同業



根據Strategy Analytics預測,RF GaN元件(射頻氮化鎵)的市場快速增長將來自5G基地台佈建、基地台升級、國防雷達及衛星等先進通訊設備裝置,這二年的營收成長率雖不至於太高,但Yole Developpement預估,二○二五年時氮化鎵在射頻功率元件市占可望上看五成。

國內甫掛牌的全訊,正是技術得以和國際通訊大廠平起平坐的射頻氮化鎵元件設計廠,也是國內唯一掛牌的軍用砷化鎵PA及氮化鎵射頻元件IC設計廠,由於技術發展前端,目前軍用氮化鎵PA已占營收比重一半,全訊跨入國防領域,已逾十多年,隨著商用微波元件在5G趨勢下逐漸往高頻、高功率發展,產品通用性提高,其長期在砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)累積極高的技術壁壘,目前PA產品在毫米波基地台上的競爭力優於Qorvo及高通等國際同業,並已送樣5G聯盟廠商包括台揚(2314)、台達電(2308)及日系資通大廠進行測試驗證,國內砷化鎵晶圓代工大廠穩懋(3105)也密集與全訊針對未來的商機展開合作,台廠未來搶占全球射頻氮化鎵元件商機大有可為。

不管是快充需要的GaN on Si製程,或是微波通訊元件所需要的GaN on SiC製程,GaN都扮演關鍵的角色,整個供應鏈中,最關鍵、技術含金量最高者,又以最上游的設計及磊晶為要,納微半導體在這領域深耕了逾二十載,台廠全訊也技術深耕逾二十年,當全球首屈一指的IC設計廠技術隨著市場需求而逐漸達到產品商用量產的黃金交叉點後,未來帶動相關磊晶及晶圓代工廠供應鏈營運跟著起飛,已是指日可待。


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