馬斯克星鏈計畫也靠它,「砷化鎵台積電」穩懋如何再創高峰?

「第3類半導體崛起的關鍵,在於人性。」談到半導體世界中最熱門的詞彙,穩懋半導體(後稱穩懋)技術行銷處資深協理黃智文,用生活中常見的例子解釋,「不管是手機或電動車,大家都希望電量愈來愈大、充電時間愈來愈短;在通訊方面,更要隨傳即到,一刻也不能等。」短短一段話,總結了第3類半導體的兩大應用領域:相對需要高壓、高電流的「充電」與「通訊」。

穩懋半導體_董事長_陳進財 圖/蔡仁譯攝影
穩懋半導體_董事長_陳進財 圖/蔡仁譯攝影

成立於1999年的穩懋,專注於第2類半導體——砷化鎵(GaAs)化合物半導體的代工,目前是全球龍頭,握有過半市占。

由於砷化鎵具有高頻、高效率、低耗電和低雜訊等特性,可用於製造無線通訊的關鍵元件,廣泛應用在手機、平板或Wi-Fi 6等產品。根據研調機構Strategy Analytics的報告,截至2020年,穩懋於砷化鎵射頻晶片(RF)代工的市占高達79.2%。

拆分射頻晶片模組,其中一個砷化鎵做的重要元件「功率放大器」(PA),主要功能是放大推送訊號。以穩懋在射頻晶片代工市場的高市占率,加上每一支手機裡都有PA,而且愈高階的手機PA用量更高,可望更加提升穩懋在手機PA的地位。

相較於砷化鎵做的功率放大器,適合用於手機或平板等低電壓產品;要做出可支援大電壓及高頻的射頻元件,用於基地台或衛星通訊,則必須使用能承受高電壓的第3類半導體材料。

10年前,挾著「砷化鎵界的台積電」的優勢,穩懋領先布局第3類半導體氮化鎵(GaN),並且已於2016年已經開始出貨,為公司帶來收入。儘管在整體營收占比僅個位數,但是近2年成長率都超過50%。

小辭典

【RF】Radio Frequency,射頻,指可發射傳播的電磁波,又稱為無線電頻率。

【PA】Power Amplifier,功率放大器,通常設計在天線放射器的前端,也是RFIC前端電路最耗功率的元件,最大應用市場是手機。

穩懋_晶圓 圖/蔡仁譯攝影
穩懋_晶圓 圖/蔡仁譯攝影

想像力,竟成第3類半導體發展關鍵?

基於砷化鎵和氮化鎵優異的物理特性,具備高電子遷移率,適合運用於無線通訊、高頻傳輸,傳輸速度更比第1類半導體矽(Si)快上6倍,長期投資這兩類化合物半導體的穩懋,將有機會在通訊領域如5G、Wi-Fi 6或低軌衛星元件上維持優勢。

特別是仍在起步中的第3類半導體市場,穩懋已有指標型客戶入袋:SpaceX執行長伊隆・馬斯克(Elon Musk)推行的星鏈計畫(Starlink)中,打上太空的1,700多顆衛星中,就有穩懋的晶片。

然而,即使5G、Wi-Fi 6、低軌衛星通訊,甚至是手機與電動車的快充需求,可望帶動第3類半導體的成長,現階段市場還是處於討論熱度遠大於應用普及的程度。黃智文表示,「大家(半導體業者)都還在紮馬步、練基本功,營收還沒有很顯著的貢獻。

穩懋_晶圓 圖/穩懋半導體
穩懋_晶圓 圖/穩懋半導體

那麼第3類半導體需求何時會爆發?他認為,關鍵在於「想像力」。黃智文伸手指向桌上的手機說,對很多消費者而言,5G手機就只是速度比較快而已,沒什麼動力從4G往上升級,「想像力被困住了」。

第3類半導體的蓬勃發展,還有賴軟體與應用業者做出突破想像的殺手級應用,讓消費者擁抱更先進的通訊技術或電動車,「甚至是還想像不到的產品」。

就像手機的功能很早就不只是打電話,卻直到iPhone問世以後,才真正開啟了行動世代。第3類半導體的應用雖然已普遍見於充電器、5G基地台等,還缺乏一個驅動用戶需求和激發產業創新的關鍵動力。

在市場大開前,穩懋要做的就是在技術力上保持領先。穩懋會投入3成人力在新通訊技術等事業體的開發,「我們要跑得比別人快,還要不斷研究下一代的通訊技術。」黃智文說。如同一台手機或電動車中,會同時包含第1、第2至第3類半導體元件,三者並不存在著互相取代的關係,因此,善用既有優勢,也是穩懋發展第3類半導體的主軸。

延伸閱讀:【圖解】第3類半導體挑戰、機會在哪?5大製程帶你一次看

2大優勢,助攻第3類半導體

首先是技術面,黃智文指出,「穩懋在第2類半導體累積下來的測試技術、代工方法、解決問題的思考模式,都能延續到第3類半導體。任何的累積都不容忽視。」

舉例來說,電動車的光達(Lidar)、iPhone Face ID應用到的3D感測技術,甚至是AR/VR(擴增實境/虛擬實境)領域,都需要第2類半導體的應用,「就算是元宇宙(metaverse),要在虛擬世界中重建真實世界的場景,也都會需要相關的光學技術。」

其次是客戶,穩懋現有的客戶也有機會跨入第3類半導體領域,而彼此長期的合作關係,也讓穩懋有近水樓台的優勢。

研調機構Yole Développement預估,2019~2025年RF元件及RF前端模組的年均複合成長率(CAGR)仍有11%,砷化鎵應用將持續增加;而氮化鎵RF元件市場2020~2025年年均複合成長率達18%。

在2、3類半導體前景皆看好之下,穩懋將進駐高雄路竹,投入850億元增建4座晶圓廠,因應未來10年所需,屆時新廠產能將超越目前總產能,預計最快於2025年以前開始貢獻營收。

穩懋半導體_技術行銷處資深協理_黃智文 圖/蔡仁譯攝影
穩懋半導體_技術行銷處資深協理_黃智文 圖/蔡仁譯攝影
穩懋半導體

成立:1999年
董事長:陳進財
近期財報:2021年前3季累計合併營收188.65億元,年增1.5%;累計前3季每股稅後純益(EPS)8.71元。
關鍵技術:挾著「砷化鎵界的台積電」的優勢,於2010年投入開發應用於無線通訊的氮化鎵技術,2016年開始貢獻營收。
目標:在5G、Wi-Fi 6、衛星通訊發展上,提供對應的砷化鎵與氮化鎵半導體元件,以及持續開發光通訊技術於車用、資料中心及光纖到府等應用。

責任編輯:吳佩臻、張庭銉

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