• 三大最強GaN聯盟出列  中美晶私募美商Transphorm 助攻磊晶產能
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作者:林麗雪     文章出處:先探雜誌   2170期      出刊區間:2021/11/19~2021/11/25

繼碳化矽之後,中美晶宣布私募美國新創氮化鎵元件廠Transphorm,第三代半導體布局再下一城,國內布局GaN半導體的聯盟實力愈來愈堅強。


中美晶(5483)日前宣布,斥資一五○○萬美元投資美商氮化鎵元件大廠Transphorm(TGAN.US),將助攻Transphorm擴大磊晶供應鏈,這是中美晶集團繼二○一九年由子公司環球晶(6488)與GTAT簽訂碳化矽晶球長約、並在去年私募砷化鎵晶圓代工廠宏捷科(8086)之後,在第三代半導體的布局再下一城,也是中美晶補足氮化鎵元件拼圖的關鍵一役,國內GaN聯盟版圖亦逐漸完整,將正式進入國際市場打群架。



台積電、中美晶各擁利基



受制於碳化矽(SiC)基板的短缺,台廠在碳化矽半導體的發展一直仍無法進入規模量產的大鳴大放階段,但在氮化鎵(GaN)領域,隨著技術開發成熟、消費性快充等終端需求浮現,納微半導體(Navitas)已積極擴大在台積電(2330)代工並量產GaN IC元件,中美晶注資全球新創GaN元件公司Transphorm,除了將助其擴大磊晶產線建置外,並將代理Transphorm在GaN全產品線的銷售,台積電、中美晶對GaN元件用實際行動力拱,逐漸確立台廠在第三代GaN半導體領域站穩腳跟。

眾所周知,全球碳化矽(SiC)元件的主要供應商,為意法半導體(ST)、Wolfspeed(前身為Cree)、羅姆(Rohm)、英飛凌(Infineon)、安森美(On Semi)及三菱(Mitsubishi Electric)等IDM大廠所把持,台廠在少了穩定的SiC基板供應下,業者坦言,台廠要快速追上國際IDM大廠,仍有相當的難度,即便是漢磊(3707)已取得IDM大廠的釋單,仍面臨SiC基板取得受限及其他IDM與晶圓代工廠的積極布局威脅。

然不同於SiC,全球GaN元件領域的主要供應商,除了PI(Power Integrations)與英飛凌非新創公司外,包括納微半導體(NVTS.US)、EPC(Efficient Power Conversion)、GaN Systems與Transphorm(TGAN.US)都是新創公司,且都是在GaN元件領域擁有一定設計技術的廠家,在終端應用逐漸成熟下,因應市場的大量需求成長,與國內半導體廠家加速結盟的動作也愈來愈大。據統計,日前在美國掛牌的納微半導體,以其GaN Fast IC設計方案,搭配與台積電的晶圓代工產能合作,今年即以二九%的出貨量市占率超越Power Integration,拿下全球GaN功率元件銷售第一名,目前並與全球手機OEM及PC設備製造商展開合作,客戶包括戴爾、聯想、LG、小米、Oppo等,下一步,納微將鎖定資料中心為切入點,預計明年將會有新的產品,納微半導體來勢洶洶,讓在資料伺服器中心領域已有一定口碑的Transphorm,不得不加速擴大聯盟陣容。



磊晶良率及產能重中之重



全球市占排名第二的GaN功率元件廠Power Integrations(PI)是老牌的電源晶片廠商,品牌廠Anker的GaN快充產品,就是以PI的技術設計,全球市占逾二成,與納微半導體目前主控全球GaN電力電子元件近五成的市占。

排名第三大的英諾賽科(Innoscience),則是中國業者,過去幾年除了取得一線筆電廠的快充訂單外,英諾賽科下一步則是積極拓展光達(Lidar)、車載充電器(OBC)及LED電源,靠著中國的內需力拱,今年市占快速攀升至二成。

老牌功率元件大廠英飛凌在車用的SiC元件導入雖然喊得震天價響,但其在GaN功率元件的市占,今年則未見明顯躍進,在GaN功率市場取得的市占尚不及新創的Transphorm,但兩家公司若急起直追,實力亦不容忽視。

Transphorm是一家由加州大學聖塔芭芭拉分校分支成立的GaN功率元件IDM廠,其不僅設計並製造高壓電源轉換的GaN半導體,並擁有超過千件的GaN技術專利,產品從支援四五瓦功率的快充/變壓器到可支援一到四千瓦功率的電源供應器,應用在包括遊戲主機、數據中心伺服器及虛擬貨幣挖礦機等利基領域,甚至更高功率的工業、UPS不斷電系統和汽車轉換器/逆變器等高階市場。

中美晶私募Transphorm,除了是財務性的投資外,中美晶亦將代理Transphorm的產品銷售,增加中美晶的營收,而亟需擴大市占規模的Transphorm,則需要資本投入擴大在整個供應鍊中最具關鍵的磊晶產能,加上GaN市場正處在要加速起飛的當口,雙方才能一拍即合。



全訊、富采不落人後



未來會不會進一步擴大合作?環球晶發言人陳偉文直言,早期矽半導體製程發展也都是IDM的天下,隨著市場及製程技術成熟,後來的分工就很清楚,未來GaN也會慢慢走向這樣的模式,惟國際GaN IDM廠現階段的技術、產能都還在起步階段,預料仍會維持IDM一條龍的模式好一段時間,等市場需求擴大,就不可能從頭做到尾,環球晶對於碳化矽或氮化鎵磊晶的技術都有在準備中,並已陸續送樣認證中。

值得一提的是,大廠如台積電、中美晶加速挺進GaN半導體外,國內的化合物半導體廠也沒閒著,國內甫掛牌的化合物半導體IDM大廠全訊(5222),在氮化鎵製程技術布局逾二十年,在穩拿國內軍功國防功率放大器訂單之外,全訊去年亦開始切入低軌道衛星與5G小型基地台的商用毫米波PA市場,未來並將與砷化鎵晶圓代工龍頭大廠穩懋(3105)展開專業分工,是中長期值得寄予厚望的本土氮化鎵聯盟。

至於一直以來低調划水的化合物半導體一貫廠富采(3714),旗下在第三代半導體的布局,除了有IC設計廠漢威光電及嘉和半導體外,日前法說會上經營層亦揭露,旗下第三代半導體磊晶及代工廠晶成,產品布局從光電的MicroLED,到GaN on Si的快充代工、及GaN on SiC的微波通訊元件都已技術開發到位,就等訂單手到擒來,在考量未來二年需求將成長下,年底晶成將有辦理現增及擴產的計畫,晶成半導體並將在二○二四年轉虧為盈,鴨子划水多年的富采投控,在氮化鎵元件的布局不缺席,是國內少數同時擁有磊晶及晶圓代工的一條龍廠商,亦是GaN製造領域值得高度關注的本土陣營。


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