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化合物半導體市場 台灣不能缺席

文/吳志毅 工研院副總暨資深技術專家

隨著電動車、5G、衛星通訊領域快速發展,砷化鎵(GaAs)、碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)等化合物半導體(Compound Semiconductor)的戰略重要性大幅提升。由於其具耐高溫、高壓特性,是帶領5G、電動車、再生能源、工業4.0技術發展的下一步關鍵。各國均視化合物半導體為國家戰略重點,臺灣半導體產業供應鏈完整,從設計、生產製造到封裝測試在全球均名列前茅,「未來在化合物半導體市場當然不能缺席」。

面對現在全球都在搶進的化合物半導體市場,包括電動車、綠能、高頻通訊元件與電廠相關產品,都是重中之重,例如現在電動車需求為400伏電壓,未來可能要擴充到800伏電壓需求;而風力發電、離岸發電或再生能源的設備機台,也都要用到高壓與高頻元件;除此之外,面對未來5G、後5G與6G通訊時代,亦需投入更多資源與研發布局,才能因應未來5~10年產業需求。

工研院在化合物半導體已深耕多年,過去在經濟部技術處的支持下,已開發應用於高頻通訊的氮化鎵半導體技術,並與相關學術機構進行磊晶技術研究,開發操作頻率達320GHz的高頻元件及100GHz的功率放大器模組等前瞻技術。此外,也與英商牛津儀器合作開發化合物半導體的元件技術,有效提升氮化鎵的高電子遷移率電晶體元件製程良率,增加電源充電功率與電晶體性能。工研院也以技術移轉或專利授權的方式,與國內許多廠商在LED照明、高頻高功率元件研發、馬達模組系統等產業進行合作,希望加速國內下世代超高頻通訊關鍵技術自主化,強化臺灣化合物半導體產業布局。

雖然臺灣從上中下游所需要的產業,包括磊晶、元件製造、封測、IC設計、面板、PCB板等領域,都名列前茅,且具有相當深厚的基礎與優勢。但在新世代的化合物半導體競爭上,目前最上游材料端仍掌握在歐美與日本手中,因此,臺灣要發展自己的化合物半導體產業,就須從原物料與設備開始,結合具有優勢的晶片設計、製造、封裝等,才能在化合物半導體進入領先群。

舉例來說,在電動車產業上,國內IC設計能力很強,但臺灣並非電動車製造國,需與國外終端廠車商合作,這跟國際大廠英飛凌就在德國車廠旁,日本羅姆半導體集團緊鄰日本車廠的地利之便,增加了許多不可控制因素。

不過在新一代的化合物半導體發展中,我認為臺灣產業不用太過擔心,要迎頭趕上不是很困難,畢竟像電動車、車用相關產品,最重要的關鍵不在價格、也非速度,而是可靠度與安全性。若臺灣廠商能以合作打團體戰或組國家隊的方式,整合完整的產業鏈,穩紮穩打,用可信賴的品質與良率掌握致勝關鍵拼圖,即使面對國際化合物半導體市場激烈競爭下,定能達到合縱連橫效果,展現「路遙知馬力」的完美續航力。

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