張志誠觀點:力積電已在第四代半導體雄心壯志 聯電、世界先進等第三代半導體天王將使外資認錯?

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第三代半導體優勢在那?

第三代半導體何以蔚為風潮,因為第三代半導體碳化矽 SiC、氮化鎵 GaN 擁有第一代半導體所沒有的特性,碳化矽、氮化鎵可以耐高溫和高壓,散熱性佳,高頻傳輸效率高,電源轉換效率高等優點。所以第三代半導體可以應用在衛星通訊和 5G 訊號傳輸,也可以處理電壓轉換器效能更好能讓充電變壓器體積更小且更省電,能夠轉換 1000 伏特以上高電壓只有碳化矽能做到可應用在風力發電,特斯拉率先使用碳化矽元件為電動車轉換電能成功大幅提高電動車續航力,可應用在車用功率元件。

蘋果全新 MacBook Pro 快充充電器首次採用 GaN 技術,顯示氮化鎵應用在消費性電子的快充慢慢普及,納微半導體(Navitas)為 GaN 高功率晶片龍頭廠商,台積電 (2330-TW) 為納微半導體代工廠,將因快充產品普及而受惠,蘋果不管在技術、包裝、材料方面一向都是領先其他廠商,蘋果開始大舉導入快充也會吸引其他消費性電子大廠相繼跟隨。根據 TrendForce 研究指出,氮化鎵(GaN)功率電晶體價格不斷下降到接近 1 美元左右,而且技術也越趨成熟,預估至 2025 年 GaN 在快充領域滲透率將達到 52%。

第三代半導體產值越來越大的立足點是什麼?

雖然第三代半導體現在市場的佔有率仍不大,主要受到上游基板、磊晶材料的製造困難度高且同樣面積的晶圓製造成本比矽高出幾十倍,使得第三代半導體製程成本居高不下,碳化矽和氮化鎵並不是這幾年才出現的技術,可是為什麼到最近才越來越多人討論?因為厲害的技術受限於製造難易度,成本高低,市場環境的因素,並不是越厲害的技術大家就會馬上採用,但是有市場性的技術一定會吸引廠商投入研發並盡量降低成本,第三代半導體就是這樣的技術,隨著時間技術會成長,產能會放大,成本會降低,普及度會提高。

據工研院產科國際所統計,化合物功率半導體 (即第二及第三代) 去年市場規模約 298 億美元,但 2025 年會成長到 361.7 億美元,2030 年更可逾 430 億美元。

第三代半導體的應用符合未來趨勢

矽化矽和氮化鎵的應用會越來越普及的另個原因是,因為耐高溫、高壓、高頻的特性,非常適合現在熱門的幾大產業,電動車、5G、低軌衛星、風力發電、太陽能。氮化鎵磊晶前三大的應用佔比分別為消費性電子產品 60%、新能源汽車 20%、通訊及資料中心 15%,碳化矽功率元件前三大應用佔比分別為新能源車 61%、太陽能發電及儲能 13%、充電樁 9%。

根據資策會市場情報研究所產業分析師蘇奕預估,到 2030 年時,全球電動車的累積數量,可望從 2020 年的 1100 萬輛左右,成長至 2 億 3000 萬輛至 1 億 4500 萬輛之間。聯電榮譽副董事長宣明智預估未來電動車市場銷售值可達晶圓代工產業的 20 倍,也將是個人電腦加上智慧型手機產業總和的 2 倍,達到 1.98 兆美元。低軌衛星也因火箭發射成本和衛星製造費用大幅降低,且為了滿足 AI、車聯網、物聯網等新興應用而開始普及。太陽能和風力發電的成長主要來自各國要壓低碳排放和發展乾淨能源所帶動。

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碳化矽和氮化鎵的製造成本會因各廠商積極投入研發量產而逐漸下降,製造成本降低有助於加速普及化,加上碳化矽和氮化鎵很適合應用在當今熱門且未來發展性大的幾個主要產業,電動車、5G、衛星、太陽能。台灣的晶圓代工廠世界 (5347-TW)、台積電(2330-TW)、聯電(2303-TW)、力積電(6770-TW) 只要加強第三代半導體製程的技術研發,在未來第三代半導體技術更成熟成本更低時,就能順利搶佔代工大餅,畢竟全世界大型的晶圓代工廠也就這麼幾家,最終的需求仍是會流到現有的代工廠身上。

最受人矚目的要屬率先切入第四代氧化物半導體氧化銦鎵鋅 (IGZO) 的力積電 (6770-TW),董事長黃崇仁指出格羅方德在美國那斯達克掛牌,市值超過 1 兆台幣,聯電(2303-TW) 規模更大卻只有 7 千億台幣市值,台灣的半導體廠市值明顯被低估。黃董事長更強調,力積電的第四代氧化物半導體將可支援高解析度、低功耗、低雜訊的小尺寸有機發光二極體(OLED)顯示器,力積電其實是潛在的元宇宙概念股。這也說明力積電 (6770-TW) 跟美國的半導體廠在估值上還有更大的比價空間,且第四代半導體也將增添未來營收想像空間。

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