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化合物半導體基板、磊晶大缺，中美晶、嘉晶、IET、全新擴產啖商機
【財訊快報／記者張家瑋報導】隨著通訊、車用、智慧感測、能源管理及國防軍工需求日增，化合物半導體氮化鎵、碳化矽基板需求殷切，國際大廠Wolfspeed、II-VI、Qromis等陸續擴增產能，並於2022下半年開始量產8吋基板，以因應目前供貨吃緊狀況，而台廠在化合物半導體在基板、磊晶佈局擴產不落人後，中美晶(5483)、嘉晶(3016)、IET-KY(4971)、全新(2455)等大舉擴增產能，將優先大啖快充、電動車、太陽能及通訊等龐大商機。 台廠及日系大廠均反映自去年下半年開始，碳化矽基板可說是一板難求，執全球牛耳Wolfspeed供應自家使用已相當吃緊，歐洲IDM大廠也是與該公司簽有長期供貨合約之下，才得以少量取得碳化矽基板，由於化合物半導體在高功率、高頻率應用領域所表現出物理特性明顯優於傳統矽基材，電動車、快充、5G基站等應用逐漸成熟之下，化合物半導體被視為後摩爾時代材料創新關鍵角色。
研調機構TrendForce表示，碳化矽適合高功率應用，如儲能、風電、太陽能、電動車、新能源車等對電池系統具高度要求的產業。其中，電動車備受市場關注，不過，目前市售電動車所搭載的功率半導體多數為矽基材料（Si base），如Si IGBT、Si MOSFET，但由於電動車電池動力系統逐步往800V以上的高電壓發展，相較於矽，碳化矽在高壓的系統中有更好的性能體現，有望逐步替代部分Si base設計，大幅提高汽車性能並優化整車架構，預估碳化矽功率半導體至2025年可達33.9億美元。
氮化鎵適合高頻率應用，包括通訊裝置，以及用於手機、平板、筆電的快充。相較於傳統快充，氮化鎵快充擁有更大的功率密度，故充電速度更快，且體積更小便於攜帶，吸引不少OEM、ODM業者加入而開始高速發展，預估氮化鎵功率半導體至2025年可達13.2億美元。
整體來看，隨著電動車、快充市場需求大增，根據TrendForce研究推估，第三類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%。
因應未來市場龐大需求量，Wolfspeed、II-VI、Qromis等業者陸續擴增產能，而台廠在化合物半導體從上至下佈局也相當積極，中美晶旗下環球晶(6488)今、明兩年將倍數擴增新產能，第一季碳化矽機台設備已到位，目前碳化矽基板月產能約2000片，今年底將擴增至5000片，2023年總產能則增加至1萬片水準；另外，氮化鎵也將於竹南廠倍數擴增新產能，以因應未來 5G、HPC、電動車市場之需求。
嘉晶目前氮化鎵於200V以下已經開始量產，650V於快充應用及RF，目前已經送樣台灣及日本客戶，碳化矽月產能約600片，氮化鎵月產能約2000片，新產能約2至3年開出，而今年化合物半導體及超結磊晶部分預估成長幅度超過五成以上。
磊晶廠IET-KY針對5G需求所開發的氮化鎵產品，今年開始量產並貢獻營收，目前主要的服務偏重於高摻雜氮化鎵二次生長，主要應用在國防及高端衛星通訊或5G相關GaN HEMT磊晶片，8英寸GaN on Si也開始考慮使用這種二次生長，正加速規畫擴增機台。
全新目前將氮化鎵磊晶於碳化矽、矽、藍寶石三種不同材料技術已到位，GaN on SiC獲得國防軍工客戶認證通過採用，目前已小量出貨，另有美系客戶通過認證，未來在5G基站部分可望逐步放量，今年亦有擴增產能計畫。
