【決戰下世代電源1】鎖定車用、雲端兩大應用 台廠布局氮化鎵領先優勢曝光

特斯拉在今年CES中公開表示「已使用全球8成碳化矽（SiC）產能」，在碳化矽產能上的挑戰仍無法解決的情況下，開始尋求其他替代方案，讓相同為第三類半導體的氮化鎵（GaN）逆勢竄起；與此同時，因應日益龐大的數據資料，資料中心需求倍增，其運作對於能源消耗龐大，促使各國陸續制定法規期能減少資料中心能源損耗，而氮化鎵可幫助資料中心減少在電源轉換和電路分配上熱能產生的技術優勢，逐漸成為雲端巨頭青睞的關鍵技術。

「GaN System是目前唯一能成功量產車用GaN的業者。」GaN System全球業務發展副總裁莊淵棋意氣風發的向本刊說道。接著他表示，該公司已與擁有Walmart、美國陸軍等大客戶的電動車新創公司Canoo合作，成功打造皮卡電動車。

事實上，早在2019年，GaN System在東京車展就與名古屋大學、Toyota合作，共同開發一款全氮化鎵汽車（All GaN Car），證實氮化鎵在車用的可行性。莊淵棋自信地說道，若拿氮化鎵與以矽為基礎的車款設計成本相比，整體物料清單（BOM）成本可以減少8%。

GaN System在電動車布局的亮眼成績，也成功獲得車廠青睞，讓Toyota、BMW等知名車廠都要投資它們，就連汽車一階零組件供應商（Tier 1）Vitesco也是股東之一。半導體車用晶片龍頭英飛凌（Infineon日前更是重磅宣布併購指標性廠商GaN System，成為各界關注焦點。

氮化鎵在電動車應用成長驚人，根據Yole Group的報告指出，氮化鎵用於電動車年均複合成長率（CAGR）高達97%，從2021年的530萬美元成長至2027年的3.089億美元。

莊淵棋指出，GaN的原料「鎵」天然存在於鋁土礦（Bauxite）中，是鋁加工過程中的副產品，取得比碳化矽容易；製程不僅與矽相近，且步驟更少，因此製程中所需的電、水、化學原物料皆比較少，且製程技術仍有很大進步空間，整體生產成本有可能繼續降低。

也因材料特性的優勢，讓各界非常看好GaN成為接棒碳化矽在電動車領域的重要技術。像是Tier 1業者，德國汽車系統製造商ZF與以色列氮化鎵業者VisIC合作；義大利汽車零組件製造商Marelli則與GaN元件商Transphorm合作。值得一提的是，看好氮化鎵未來潛力，中美晶也於2021年砸1,500萬美元入股Transphorm。

另一方面，氮化鎵也開始在資料中心的應用嶄露頭角，主要刺激動力來自於也各國能耗效率的法規將在今年陸續上路。例如歐盟針對伺服器、數據儲存等產品能源效率通過ErP環保設計指令Lot 9，要求能耗效率由94%提升至96%；Meta、英特爾（Intel）等IT產業巨頭所創立的開放運算計畫(OCP)，重新定義資料中心電源供應器尺寸—較原先縮小30%。

莊淵棋表示，氮化鎵不僅是電源供應器縮小的利器，其具備更快的開關速度、更高的導電性的元件特性，能幫助資料中心減少在電源轉換和電路分配上熱能產生，進而減少複雜冷卻解決方案的需求，是能源轉換效率的革新的重要推手。同時，在成本上也極具優勢，採用氮化鎵技術，每10組伺服器機架每年約能增加300萬美元的利潤，同時減少超過100噸的碳排放。

「接下來我們將看到有更多雲端巨頭資料中心導入氮化鎵功率半導體，以實現更高效率的電源管理」，莊淵棋說道。他接著表示，目前該公司也已成功與xFusion超聚变、Intel供應商SoluM合作，打造資料中心電源供應器。

面對迎面而來氮化鎵的市場商機，台灣應如何著手搶得商機呢？莊淵棋回應，台灣在氮化鎵領域最大機會在代工製造上。可看到，台積電、聯電、力積電、世界先進等，早已陸續讓旗下的8吋晶圓廠投入發展氮化鎵製程，其中尤以台積電發展較早，專有技術（Know-how）累積較多。樂觀看待，在八吋製程技術成熟、機台設備完全折舊的基礎下，台灣晶圓代工廠在矽基氮化鎵（GaN on Si）製程上，可望擁有3至5年的競爭優勢。

【點擊看完整全文】

更多鏡週刊報導
【決戰下世代電源2】「一站式購足」滿足顧客 台亞整合旗下資源搶進能源市場
【決戰下世代電源3】攏絡茂達、聯詠 氮化鎵IDM始祖推代工服務鞏固龍頭
【決戰下世代電源】馬斯克一句話讓碳化矽大廠股價跌7％ 新世代電源氮化鎵蓄勢上位