馬斯克助拳 台廠喜迎第3代半導體狂潮

特斯拉馬斯克助拳
台廠喜迎第3代半導體狂潮


十年磨一劍,走過近二十個年頭,以碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)為主的第三代半導體,受到電動車霸主特斯拉創辦人馬斯克的青睞而揚眉吐氣,成為未來十年最被看好的半導體技術。不僅暢銷車Model 3全面導入碳化矽技術,這二年大舉布局電動車的鴻海董事長劉揚偉,也砸下重金收購旺宏旗下六吋晶圓廠,準備揮軍碳化矽製造,等同宣告第三代半導體就是電動車的未來。這些被外國媒體以「矽盾」(Silicon Shield)來形容的台灣半導體業者,勢必會卯足全力,搶下一席之地。


▲以碳化矽與氮化鎵為主的第3代半導體,經過十多年的推廣,即將進入成長爆發階段。(東方IC)

二○一八年,電動車龍頭特斯拉發表平價車款Model 3, 被稱為矽谷鋼鐵人的創辦人馬斯克,首度在電動車變流器設計中, 導入歐洲意法半導體(STM)的SiC(碳化矽)MOSFET,立刻引發市場高度關注。「Model 3得利於碳化矽晶片,可將逆變器體積縮小,打造出更流線的車體。」一位專家認為,由於碳化矽擁有能夠縮小變流器體積、承受更高功率、提高導電效率及減少發熱等特性,不但提高Model 3的續航里程,更讓特斯拉得以設計出更流線型的外觀,讓空氣阻力係數追上性能超跑。


▲在特斯拉創辦人馬斯克(圖)青睞下,Model 3變流器設計導入了碳化矽技術,而碳化矽也沒令人失望,讓Model 3空氣阻力係數追上性能超跑。(達志影像)

不只是電動車,在再生能源領域上,碳化矽的表現同樣令人激賞。長期推廣科技教育的知識力科技執行長曲建仲表示,過去用矽做的太陽能逆變器,一百千瓦可能重達一一二九公斤, 改用碳化矽設計製造後,功率增加到一二五千瓦,重量卻僅剩七七公斤,成果驚人。


▲半導體專家認為,第3代半導體在太陽能等綠能相關領域的應用,未來將大放異彩。

解決功率問題 趨勢確立

半導體業界人士直言,特斯拉在電動車界的地位就猶如智慧型手機界的蘋果,Model 3的成功,讓更多車廠跟進採用碳化矽技術;儘管以碳化矽、氮化鎵等為首的第三代半導體,產值目前僅有幾億美元,但鑑於以碳化矽解決電動車功率問題已呈明顯趨勢,加上再生能源、5G基地台及低軌衛星等應用,相當依賴碳化矽解決效能與高頻訊號等問題,更加確立了碳化矽、氮化鎵在未來科技的應用地位。


▲日月光幾年前就已經觀察到第3代半導體市場變化的契機,同時在技術與業務端積極布局。

「一片電動車用的六吋N型碳化矽,大概可以產製八台電動車所需的功率元件。二○二○年全球汽車銷售約七千八百萬台,二○二五年若有一半銷售是電動車新車,以一片六吋N型碳化矽售價約一千二百美元初估,光是碳化矽基板的產值就高達五八.五億美元。」依業界專家所言,顯而易見,電動車的應用將是帶動第三代半導體產值快速成長最關鍵的因素。

事實上,中國早就發現第三代半導體的發展潛力,官方特別在「十四五規劃」(二○二一至二○二五年)中,將第三代半導體產業納入重點投資,預計投入人民幣十兆元,協助中國業者「彎道超車」。此外,更延續過去大挖台灣半導體牆角的做法,去年鎖定享有第三代半導體獨角獸美譽的台灣IC設計業者瀚薪科技,將經營團隊與核心技術連根拔起,公司也無預警解散,讓人聞到兩岸角力的煙硝味。
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鏡週刊第261期

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馬斯克助拳 台廠喜迎第3代半導體狂潮

鏡週刊

2021/第261期