矽晶圓在最新應用上無最佳效果 導致新材料化合物半導體崛起首先我們傳統所知道的矽半導體因為摩爾定律,以及5G高科技的產品需要功能性更好的材料(如耐高溫、抗高電壓、抗輻射與可發光),以矽為材料製成的高頻晶片來說,容易有較高的雜訊干擾,因而催生像是砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)和碳化矽(SiC)等材料。砷化鎵(GaAs)是第二代半導體材料而以「砷化鎵」這種化合物半導體相較「矽」而言,具有像是高效能、使用頻率範圍大,以及耐高溫、抗輻射等特性,已廣泛應用於手機通訊(如功率放大器、射頻開關)並占有重要地位,帶動砷化鎵磊晶需求逐年提升,除了5G需求還有3D感測(VCSEL的應用)、發光二極體(LED)以及車用晶片,也因此整個砷化鎵產業到二○二三年預計將有著一五%的年複合成長率,但風險在哪裡?穩懋、全新 台廠未來發展機會? 首先全球的砷化鎵元件基本上被前三大廠商Skyworks、博通(Broadcom )、Qorvo囊括將近六七%,而剩下的產能才由代工廠來分食,其中代工龍頭穩懋(3105)拿下全球六%的市佔,因應需求,國際大廠Skyworks之前也開始擴產,看似正常的供需關係,為何推升穩懋、全新(2455)大幅度上漲?中美貿易戰 中國積極「去美化」穩懋即將擴產!在砷化鎵一片榮景之下,其實Skyworks、博通接連下修財測,而大陸轉單自然落在台廠身上,股價也應聲出現大幅度的漲幅,現在大家都在一頭熱PA與砷化鎵族群,但真正深究其中,其實需求並沒有「爆炸性」的成長,而是受惠於去美化的轉單跟急單,加上中國國內已經開始著手建起砷化鎵代工廠,目前砷化鎵在景氣的高峰,不久之後當供需回復正常,股價又會有一波修正,與其追高介入高位階的族群,不如來看看下一代的新材料氮化鎵。氮化鎵(GaN)是第三代半導體材料我們先來了解一件事情,GaN並不是新東西,它其實一早就被應用到軍事雷達和有線電視等相關設施。但受限於成本問題,過去才一直沒有被推廣到一般的消費領域。GaN(氮化鎵)磊晶分為GaN on Si與GaN on SiC兩種,目前SiC(碳化矽)為基板的功能比以Si為基底的功能更好,但價格也貴上幾十倍,所以GaN on Si還是目前的主流,GaN on SiC則被率先使用在高階的車用電子上(如Tesla)。與砷化鎵相比,氮化鎵材料熱導率及散熱能力都更加優秀,砷化鎵適用於終端射頻前端等小功率市場,而氮化鎵則是用在更高功率的國防、衛星通信、無線通信基站,無線通信基站市場,目前終端服務都在等著二○二○年5G商轉,加上汽車走向智慧化、物聯網與電動化的趨勢,即使短期一兩年看不到氮化鎵的大幅成長,但也很有希望成為明日之星。氮化鎵、碳化矽概念股磊晶矽晶圓廠─環球晶:主要是最上游的矽晶圓廠,但也有額外生產氮化鎵磊晶。磊晶代工廠─嘉晶(3016):台灣唯一可以提供碳化矽磊晶晶圓的磊晶廠,且氮化鎵磊晶通過國際IDM廠認證,也是漢磊的子公司。晶圓代工廠─漢磊(3707):最早切入氮化鎵製程研發,旗下三座晶圓廠都已通過認證,主要用於車用的MOSFET,且嘉晶生產完的GaN磊晶直接交給漢磊代工(不過目前GaN占比還是個位數)。晶圓代工廠─環宇-KY(4991):上半年已完成六吋廠的認證,目前有四吋廠來做GaN-on-SiC的高功率PA,本身也是砷化鎵廠,但因廠房在美國,反而沒有受惠轉單的好處(目前四吋及六吋產能各二千片,產能利用率六六%)。晶圓代工廠─台積電(2330):已開始提供六吋GaN on Si晶圓代工服務。晶圓代工廠─穩懋(3105):已開始提供六吋GaN on SiC高功率PA(功率放大器)及天線,跟漢磊(車用)相比,穩懋主要是提供手機GaN的高功率PA(跟環宇-KY一樣) 。