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2020-08-13

布局矽晶圓+射頻元件+功率元件上下游
朝向控股公司集團化發展的中美晶,繼入股環球晶、台特化、兆遠、朋程後,最近參與砷化鎵晶圓代工大廠宏捷科私募,成為其最大法人股東,未來一條龍式搶單更具競爭力。

台灣太陽能晶圓、電池、模組、發電系統廠中美晶(5483),與台灣砷化鎵(GaAs)晶圓代工大廠宏捷科(8086),於八月六日共同正式對外界宣布,中美晶將認購宏捷科此次所發行私募普通股,共計四千五百萬股股份,每股認購價為七七.七元,預計共將取得宏捷科二二.五三%持股,成為其最大法人股東,宏捷科也將因此獲得約三四.九七億元資金,雙方將共同合作、攜手加速氮化鎵(GaN)產品開發計劃。

中美晶參與宏捷科私募        整合環球晶上下游材料互補

此次中美晶之所以參與、認購宏捷科私募的全數股權,主要原因有兩項:首先為宏捷科現階段已藉由所擁有的自主技術,於砷化鎵晶圓代工領域占有一席之地,近年來持續致力於開發新製程應用產品,營收、獲利亦逐年成長向上,公司營運堪稱穩定;第二則為宏捷科近年來,積極開發第三代半導體應用材料「氮化鎵」相關產品加工技術,與環球晶正持續努力研發的寬能隙晶圓材料(GaN on SiC,碳化矽上氮化鎵)晶圓基板,正好具備半導體IC晶圓製造、上游材料供應次產業,上下游營運互補綜效發揮空間。

中美晶近年來積極佈局半導體上游材料產業,除了本業的太陽能電池、電廠開發等太陽能相關應用業務外,尚有旗下半導體事業矽晶圓子公司環球晶(6488)、持股比重約四一.九○%轉投資子公司藍寶石基板廠兆遠(4944)、持股比例約三○%的半導體特殊氣體廠台特化(今年四、五月營運順利單月轉盈、全年可望交出獲利佳績;今年已通過新客戶認證,營收規模有望擴大,獲利能力也將更佳)、持股約一九%車用二極體廠朋程(8255)等半導體上游材料、下游電子功率元件廠。

另一方面,中美晶與宏捷科亦期盼能夠藉由此次,半導體IC晶圓製造廠、上游新世代原材料供應廠上下游的策略聯盟機會,共同發展第三代半導體應用材料氮化鎵相關產品,以期達成可快速供應、滿足全球後續5G、電動車相關應用所需,高頻率、高功率關鍵零組件、元器件,成功建構完成於全球市場具前段班競爭力的台灣化合物半導體產業供應鏈。

環球晶與宏捷科同集團合作    開發第三代半導體應用材料

目前已擁有全球半導體矽(Si)晶圓市場達一九%以上市占率,正積極開發氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)晶圓片、磊晶圓片製造技術與供貨能力的台灣半導體矽晶圓大廠環球晶,未來正好可以透過此次已擁有半導體第二代材料砷化鎵(GaAs)晶圓加工技術,正積極開發第三代半導體應用材料「氮化鎵、碳化矽」,相關晶圓代工製造技術宏捷科,順利加入集團軍行列的大好機會,擴大搶食全球「電動車」動力控制模組關鍵元件「絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)」的上游第三代半導體原材料、功率元件IC晶圓加工商機。

為什麼全球電動車需要使用第三代半導體應用材料氮化鎵、碳化矽,做為動力控制模組關鍵元件「絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)」的晶片製造上游原材料,最主要即為利用氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)所做成的IGBT,可以提高電動車電力模組的轉換效率,大幅減少電動車進行電力動能轉換時的損失量。因此,可以明顯、有效、相當有感,延長電動車於單次充飽電力後的行駛距離。

如此一來,不僅有利於包含特斯拉(Tesla)在內,全球現有各家主要電動車廠,藉由延長旗下車款的單次充飽電力後行駛距離,提高、增加市場顧客的購買誘因,同時也將因此有助拉高所推出上市的電動車銷量,當然也就拉高了主要電動車廠,對氮化鎵、碳化矽IGBT的採購、搭載、應用意願,自然也就有利於氮化鎵、碳化矽IGBT上游原材料供應商環球晶、IC晶圓製造廠宏捷科後市營運,可望因此持續成長向上。

宏捷科可望獲環球晶奧援          拉高5G高頻功率元件市占

以氮化鎵功率元件(GaN Power Device)應用物理特性而言,由於電流導通時,沿著元件表面集中化,因此不適用於大電流導通用途,但卻相當適合應用於高頻、擴大頻寬的電力(流)應用環境。目前以基板製造技術而言,GaN Power Device所採用IC晶圓基板材料主要有:矽基氮化鎵(GaN-on-Si)、碳化矽基氮化鎵(GaN-on-SiC)二種。

其中,GaN-on-SiC結合了GaN高功率密度、低損耗特性,以及SiC優異的導(散)熱性,相當適合應用於如5G通訊等,高溫、高頻的無線通訊基地台硬體操作環境,最主要乃是將SiC用於製造微波射頻元件,具散熱性能高效優勢。然而,由於SiC晶圓目前的全球主流生產尺寸,仍受限於四吋、六吋晶圓,未來如何達成晶圓製造尺寸擴大化,已成為現階段的首要目標。

GaN on Si主要適合應用於電力、電子相關產品,基板製造廠商於發展製造技術時所遭遇的重點課題、挑戰,在於磊晶膜厚要達到原先的預定厚度,困難度較高。目前使用LED磊晶製程,常用在藍寶石、SiC基板進行磊晶、外延生長時的做法。除了藍寶石基板、SiC本身基板成本較高問題之外,GaN on Si於進行基板磊晶、外延生長時,尤其需要注意層與層間的應力,所可能因此造成的變形情況有否發生。以上種種變數,皆為造成GaN on Si於進行基板磊晶、外延、良率不易控制的主要因素,也造成GaN基板生產成本為SiC基板十倍以上,未來如何有效降低GaN基板製造成本,已成為製造廠商的當務之急。

中美晶優化集團競爭綜效      搶占5G、電動車龐大商機

第三代半導體材料已逐漸發展成為市場顯學,產業界、市場人士大多看好第三代半導體材料未來的各項應用優勢,但囿於製造成本仍屬「貴族」階級,大規模量產化難度高,為加快技術領域、生產實務上的有效突破速度,也由於單打獨鬥不易達成目標、困難度高,市場上各方人馬因而已先後進入「團體戰」階段,誰能愈早將生產良率拉升、降低成本、以最快速度量產供貨,誰就能愈快享受到這塊市場看好的商機大餅。

全球半導體大廠已相繼跨足第三代半導體材料氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)應用領域,大多先後展開併購、合作、策略結盟,包括半導體整合元件製造(IDM)廠英飛凌收購Siltectra、日商ROHM 收購SiCrystal、意法(ST)半導體併購Norstel AB及法國Exagan等;台廠近期同樣積極爭占第三代半導體材料全球應用市場占有率,先前以今年上半年,台積電(2330)攜手意法半導體一案最具代表性(意法將採用台積電GaN製程生產氮化鎵應用產品)。

此次全球半導體矽晶圓第三大廠環球晶集團控股母公司中美晶,與第二代半導體材料晶圓製造代工大廠宏捷科,二者間的策略性私募入股一案,充分整合上下游產業鏈競爭能力,達成互補綜效,更快因此加快產品開發腳步、突破供貨順暢度卡關瓶頸,可以說,打團體戰方式搶進競局,將會比單打獨鬥模式,更可快速獲取市占率。

中美晶董事長徐秀蘭表示,要在最短的時間內,趕上第三代半導體材料應用市場的成長腳步,策略聯盟會是較快的方式,比如像中美晶、宏捷科的合作模式,由環球晶提供矽(Si)、碳化矽(SiC)基板給宏捷科作為製程上游原材料,由宏捷科提供第二代、第三代半導體材料晶圓加工製作技術作為回饋,雙方各私其職、發揮專長競爭優勢,無須於全產業鏈每一層級皆涉足研究,有利於加速新產品開發速度。另一方面,亦可透過策略聯盟方式,鎖定產品下游出海口市場,無須一個客戶接著一個客戶去開發、攻進供應鏈,也將可同時加速、縮短成功進入市場所需時間。

第三代半導體材料占比仍低    碳化矽、氮化鎵成長空間大

就以中美晶此次與宏捷科的入股、轉投資合作為例,宏捷科為砷化鎵IC晶圓製造大廠,佈局微波技術已長達有二十年左右時間,宏捷科未來可以透過雙方合作的方式互利回饋,加速提升中美晶集團的基板加工技術,以便讓新世代材料可以最快的速度轉化成商品,讓客戶可以在最短的時間內,使用到以最新材料加工技術所製造出來的產品。

全球目前以「矽(Si)」為原材料基礎的半導體材料市場,整體規模約四五○○億美金。其中,第三代半導體材料才僅占約一○億美金水準,比重仍然偏低。以中美晶而言,目前第三代半導體材料僅占中美晶整體營收,不到一%水準,包括碳化矽四吋、六吋產品、氮化鎵八吋產品在內,然而,未來的市場產值規模,成長幅度仍然相當大。不過,後市要快速、普遍性商業化的最重要關鍵,自然非「價格要快速下降」莫屬,至少還需比現在的市場價格再便宜五○%,才有機會提高整體市場接受度。

全球各主要工業國家,無不加快、加速第三代半導體材料市場應用相關的研發腳步,包括美國、日本、歐盟等,都積極想要把重要、關鍵性生產技術及早發展起來,完成規模化量產;另一方面,由於化合物半導體於軍事相關領域的應用也屢見不鮮,且於高速交通運輸載具的大功率電流應用,也同樣是關鍵性、重要原材料,所以一向被各國視為重要、關鍵戰略物資,某些具半絕緣特性的化合物半導體,甚至需要獲得官方核可證明,才可以順利出口,屬於相當重要的上游關鍵原材料。

台灣相關產業鏈未來更完整    半導體第三代材料競爭力大增

徐秀蘭認為,台灣廠商於全球矽應用、半導體業市場,競爭力相當強,現在主要是在原本的競爭優勢基礎上,進一步延伸至,全球第三代半導體材料應用市場競爭板塊,由於上下游廠商原本所往來客戶、通路商,即具備相當高的重疊性,一但台灣整個產業鏈未來順利完整化後,市場競爭力將大幅提升,非常有利於領先、挾競爭優勢搶占全球市場商機、不斷提高市占率。

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