晶片

美國商務部在本(8) 月 12 日宣布限制管制先進半導體技術出口,包括擁有「第四代半導體」之稱的新一代超寬能隙材料氧化鎵(Ga2O3),以免中國複製第三代半導體經驗,在第四代半導體卡位成功,也讓氧化鎵的重要性浮上檯面。

什麼是氧化鎵?

氧化鎵(Ga2O3)以及碳化矽是所謂的寬能隙半導體,在大電力、高頻元件上擁有優勢,材料可以承受更高電壓的崩潰電壓和臨界電場

可應用領域包括新能源車、太陽能、風電、5G 通訊與軌道交通等。而氧化鎵為「超寬能隙半導體」,擁有高電壓使用特性優勢,可應用於更大電力充電系統、電網供應系統等,而使用這些材料的設備更能大幅提升軍事潛能

市場分析師預測,到 2030 年氧化鎵半導體市場規模將達 15 億美元。

氧化鎵重要 Points:

 基板製作更容易、成本低、電力耗損低:

製程上氧化鎵基板製作比碳化矽、氮化鎵更容易,電力耗損僅是矽的 3400 分之 1 左右,與碳化矽相比也僅 10 分之 1。

相同的電池容量來說,若純電動車馬達驅用電源採氧化鎵製造的供率半導體,將能行駛更長距離。

誰是市場核心 Players?

日本。

目前日本在氧化鎵具有全球領先技術。

兩家重要玩家:FLOSFIA 以及 Novel Crystal 都是新創公司,前者成立於 2011 年,後者則在 2015 年創立。兩者都有能力提供 4 吋氧化鎵的晶圓。

FLOSFIA 的投資者包括了 DENSO、三菱重工、安川電機等;Novel Crystal 投資者為田村製作所(Tamura)。

中國也是另一個值得關注的玩家,在中國「十四五重點研發計畫」中,氧化鎵入列。另外,美國、德國、法國等也在加快氧化鎵競爭腳步。

第四代半導體氧化鎵,台廠有機會?

目前在所有台灣半導體廠中,唯力積電、閎康有較為超前的第四代半導體佈局進度。

力積電攜手日本合作夥伴佈局元宇宙(metaverse) AR、VR 相關市場。目前主攻第四代氧化物半導體材料 IGZO(氧化銦鎵鋅),且具備生產解析度超過 5000ppi 元宇宙顯示驅動晶片能量。董事長黃崇仁甚至指「力積電是第一個產出元宇宙用特殊晶片的公司」。

閎康則攜手台大、清大、陽明交大、成大、台師大、中央、中興、中山等 8 所國立大學透過產學合作方式加速研發進度,目前已拍板 2,000 萬元新台幣以支持產學合作計畫。

第四代半導體、數位孿生技術正大力推進半導體進程!

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(本文提供合作夥伴轉載,圖片來源:Shutterstock。)