迎接材料革命!2021第三代半導體元年

  •  2021-03-29
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  •  陳昱均

全球半導體產業的競賽進入白熱化階段,除了製程、良率、產能之外,新材料的使用更是關鍵,第三代半導體掀起的材料革命,也因此吸引全球企業投資熱潮,不過究竟什麼是第三代半導體?半導體原料共經歷了三個發展階段:第一代半導體是以矽(Si)、鍺(Ge)等化學元素為材料;第二代半導體材料以砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等化合物為代表;第三代半導體則以氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)等材料為主。

圖/界霖董事長蔡上元併購日本住礦(SMM)旗下三座導線架廠,提升功率模組開發實力。界霖提供

在材料領域中,並不是「後一代優於前一代」,第二代、第三代半導體也不會取代第一代半導體,而是依據不同的特性,應用在其專長領域,而目前第三代半導體正在高速發展,第一代、第二代半導體也仍在產業中大規模應用。那麼,第三代半導體的優勢領域在哪裡呢?根據工研院報告,第三代半導體具有高功率、低功耗、耐高電壓、耐高溫的特性,可因應電動車、綠能、5G基站、雷達及快充等終端應用趨勢。

圖/導線架大廠界霖科技產品線。界霖提供

資深分析師王建文表示,第三代半導體正逢天時地利人和,2021可謂「起飛元年」,天時在於手機、電動車、機器人等新興科技發展迅速,同時全球面臨環境危機,能源利用趨向低功耗和精細管理,傳統的第一、二代半導體材料由於自身的性能限制,已經無法滿足科技需求,因此需要新材料來滿足科技發展腳步;地利在於中美貿易戰導致中國決心發展半導體產業,在第一代與第二代半導體布局嚴重落後之下,中國於「十四五計畫」中,預計將投資10兆元台幣,全力發展第三代半導體;人和則是全球大廠有志一同,包括蘋果、特斯拉、英飛凌、恩智浦、科銳(CREE)等公司都爭相投入。

根據集邦科技調查,2021年第三代半導體成長動能驚人,特別又以氮化鎵功率元件的成長力道最為明顯,預估其今年市場規模將達6,100萬美元,年增率高達90.6%。碳化矽功率元件領域規模則約6.8億美元,年增32%。

圖/資深分析師王建文。界霖提供

全球對第三代半導體的投資熱潮,帶動相關公司股價表現熱絡,資深分析師王建文表示,台廠當中除了台積電(2330)、環球晶(6488)積極佈局之外,漢磊(3707)集團亦深耕多年,除此之外,值得注意的是,封裝當中的導線架大廠界霖(5285),已經領先同業量產第三代半導體-氮化鎵(GaN)導線架,並已供貨歐美日系汽車大廠,外傳特斯拉也是採用界霖的導線架,代表界霖已經成功率先卡位第三代半導體市場,特別是氮化鎵導線架產品售價是原先的十倍以上,界霖今年前兩月的營收9.35億元,年增率達52%,隨著大廠加速導入第三代半導體,市場規模持續擴大,界霖長線成長動能相當強勁,儼然成為半導體投資的新星。