電動車崛起 碳化矽供不應求

第三代半導體 全球競爭態勢

電動車飆速成長掀起第三代半導體缺貨潮,科技大廠爭相投資碳化矽(SiC)產業,以卡位汽車動力系統的主導權。業者指出,臺廠第三代半導體基板業者,包括環球晶、漢民及廣運等集團,可望從歐美日主導的供應鏈中突圍,成爲國際市場新寵。

根據國際能源總署(IEA)估計,今年新能源車出貨量挑戰1,400萬輛、年增35%,在SiC供不應求壓力下,科技大廠搶料風潮一觸即發。繼意法半導體攜手三安光電合資SiC新廠後,車用晶片巨擘瑞薩因應日本甲府12吋功率半導體新廠將於2025年量產的目標,爲確保長期供貨來源,日前與Wolfspeed宣佈簽訂20億美元長約供應SiC晶圓,凸顯「得基板者得天下」的競爭態勢,並帶動Wolfspeed上週大漲14.48%。

外電指出,三星電子也跨入第三代半導體,2025年將切入8吋氮化鎵 (GaN) 功率半導體代工服務。

目前第三代半導體由歐美日企業主導,惟臺灣完整半導體產業鏈則是優勢,也被視爲是重要委外製造夥伴,目前臺灣四大晶圓廠,皆有投入發展氮化鎵(GaN)。另外也有衆多集團積極投入第三代半導體領域,如漢民(漢磊、嘉晶)、中美晶(環球晶)、廣運(太極、盛新)等,各自於長晶、晶圓代工甚至是長晶爐設備做發揮。此外,虹冠電挾強茂集團資源積極跨足,臺亞、聯合再生也喊出新的策略目標。

例如廣運自制碳化矽長晶爐,交由孫公司盛新材料做碳化矽長晶。嘉晶進行化合物半導體之磊晶製作,再交給漢磊做晶圓代工。

臺灣第三代半導體基板廠由環球晶、漢磊及盛新三分天下,製造則由臺積電、聯電、世界先進、晶成及積亞等爲主,國際IDM廠則爲Wolfspeed、英飛凌、意法、ON Semi及ROHM等。

業者指出,第三代半導體包括SiC與GaN等寬能隙材料,較傳統矽材料更能耐高溫、高壓及高頻的特性。GaN元件常用於900V以下領域、SiC則適用於1200V以上電壓,兩者分別在低開關耗損、傳導耗損上具備優勢。SiC、GaN獨特的物理特性,能幫助新能源汽車實現高頻快充、長續航與輕量化的好處,因而成爲市場新寵。

另外全球數據資料暴增,造成資料中心需求增加,也帶動需求。根據TrendForce推估,第三代功率半導體產值將從2021年的9.8億美元,至2025年將成長至47.1億美元,年複合成長率達48%,成長動能強勁,有利臺廠業者發展。