臺積電攜手意法,搶車用GaN代工市場

  看準未來化合物半導體的發展,意法半導體(ST)與晶圓代工龍頭臺積電宣布攜手合作,加速氮化鎵(Gallium Nitride, GaN)制程技術的開發,并將分離式與整合式氮化鎵元件導入市場。而透過此合作,意法半導體將采用臺積電的氮化鎵制成技術,來生產其創新與策略性的氮化鎵產品。

  臺積電指出,氮化鎵是一種寬能隙半導體材料,相較于傳統的矽基半導體,氮化鎵能夠提供顯著的優勢來支援功率應用,這些優勢包括在更高功率獲取更大的節能效益,以致寄生功耗大幅降低;氮化鎵技術也容許更多精簡元件的設計以支援更小的尺寸外觀。此外,相較于矽硅元件,氮化鎵元件切換速度增快達10倍,同時可以在更高的最高溫度下運作,這些強大的材料本質特性讓氮化鎵廣泛適用于具備100伏與650伏兩種電壓范疇之持續成長的汽車、工業、電信、以及特定消費性電子應用產品。

  具體而言,相較于硅技術,功率氮化鎵及氮化鎵集成電路產品,在相同制程上具備更優異的效益,能夠協助意法半導體提供中功率與高功率應用所需的解決方案,包括應用于油電混合車的轉換器與充電器。功率氮化鎵及氮化鎵集成電路技術將協助消費型與商用型汽車朝向電氣化的大趨勢加速前進。

  意法半導體汽車產品和分立器件部總裁Marco Monti表示,做為要求極高的汽車及工業市場中寬能隙半導體技術及功率半導體的領導者,意法半導體在氮化鎵制程技術的加速開發與交付看到了龐大的商機,將功率氮化鎵及氮化鎵集成電路產品導入市場。臺積電是可信賴的專業積體電路制造服務伙伴,能夠滿足意法半導體之目標客戶對于充滿挑戰的可靠性及藍圖演進的獨特要求。此項合作補足了我們在法國圖爾地區以及與電子暨資訊技術實驗室(CEA-Leti)合作所從事的既有功率氮化鎵活動。對于功率、智能功率電子、以及制程技術而言,氮化鎵代表下一個重大的創新。

  臺積電業務開發副總經理張曉強也指出,臺積電期待和意法半導體合作把氮化鎵功率電子的應用帶進工業與汽車功率轉換。而臺積電領先的氮化鎵制造專業結合意法半導體的產品設計與汽車級驗證能力,將大幅提升節能效益,支援工業及汽車功率轉換之應用,讓它們更環保,并且協助加速汽車電氣化。

  意法半導體預計2020 年稍晚將提供功率氮化鎵分離式元件的首批樣品給其主要客戶,并于之后數個月內提供氮化鎵集成電路產品。

  氮化鎵代工爭奪戰開打

  現行的GaN功率元件,以GaN-on-Si(矽基氮化鎵)、GaN-on-SiC(碳化矽基氮化鎵)2種晶圓為主。

  臺廠方面,臺積電、漢磊投控旗下晶圓代工廠漢磊科已提供6吋GaN-on-Si晶圓代工服務。

  三五族半導體晶圓代工廠穩懋則是提供6吋GaN-on-SiC晶圓代工,環宇- KY也擁有4吋GaN-on-SiC晶圓代工,6吋GaN-on-SiC代工產能已通過認證。

  晶圓代工廠世界先進也在GaN材料上投資超過4年時間,與設備材料廠Kyma、及轉投資GaN矽基板廠Qromis攜手合作,著眼開發可做到8吋的新基底高功率氮化鎵技術GaN-on-QST,今年可望有小量樣品送樣,初期主要瞄準電源領域應用。

  在大陸方面,也有三安等多家廠商入局這個市場。


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