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2022年03月10日
作者 侯冠州
2022年03月10日
作者 侯冠州
「所謂化合物就是至少是兩個元素，而化學上有個很有趣的名詞是八隅體，是化合物裡面最穩定的架構，只要加起來是八的就可以。」
談起第三類半導體，富采控股董事長李秉傑在接受《科技新報》專訪時，興致勃勃聊起了元素週期表的規則。從工研院時期就開始研究第三類半導體的他，此時一臉笑意，抹去些許商場上四處征戰的霸氣，添了幾分授業解惑書卷氣。
第三類半導體有高功率密度，可大幅縮小產品體積，在高頻、高溫與高電壓的環境下，仍有極佳效能，特別適用於在 5G、綠能與電動車等新興市場，遂成為科技產業發展焦點。
而富采早在數年前，便已「嗅出」其中商機，2012 年晶電在收購廣鎵之後，即「小火慢煨」，慢慢燉煮自身技術，加上原先在 LED 的基礎優勢，準備在這場迸發的第三類半導體商機中，端出一道道好菜。
無心插柳走進氮化鎵，韜光養晦等待商機萌發
「從以前到現在，晶電在進行併購時有個特點，就是好的人、好的技術、好的計畫一定會留下。」
眾所皆知，晶電在 LED 產業布局有成，但為何會想跨足第三類半導體？說起緣由可說是「無心插柳柳成蔭」。李秉傑說，當時晶電為了深化 LED 布局，併購了不少業者，廣鎵便是其中之一；而在合併廣鎵之後，意外發現廣鎵對於氮化鎵（GaN）做了不少研究，且也已有一組專門的團隊在發展 GaN 微波、電子元件等。
李秉傑說明，當時晶電一心都在 LED 發展上，雖然看到第三類半導體商機，但覺得要跨足這領域，在專業知識、技術上仍有一段差距。不過，當收購廣鎵，發現有團隊在進行相關研究後，便決定開始慢慢培養。
「總之，晶電在合併廣鎵時，看到了發展第三類半導體的火苗，決定先慢慢煨著，不能熄滅。」李秉傑笑著說。
而這一煨，就等了 6 年的時間。2018 年，LED 產業景氣不佳，晶電也遇到了產業發展的分岔路口，遂決定轉型。李秉傑幾經思量後，決議啟動「晶電 2.0」計畫。
李秉傑解釋，簡單而言，晶電 2.0 有三大方向，首先是在既有的 LED 技術上進行升級，讓 LED 走到「下個階段」，也就是 Mini/Micro LED；第二便是切入 LED 封裝市場，在封裝模組技術上更加精進，但不會與現有的封裝廠（包含晶電客戶）競爭。最後，便是正式進軍晶圓代工市場，並鎖定第三類半導體，成立子公司「晶成半導體」，展開全新業務模式。
根據李秉傑規畫，晶成半導體在成立後，有兩大發展方向。第一是光電元件，尤其是垂直共振腔面射型雷射（VCSEL）。VCSEL 目前已導入許多消費性產品當中，做為感測之用，像是無線藍牙耳機，螢幕下指紋偵測，又或是大家熟悉的 iPhone 人臉辨識等。而除了感測之外，VCSEL 也用於光通訊，這方面晶成也有布局，例如 25G 光纖通訊等。
第二個著重的領域則是微電子應用。微電子應用又可分為三種，第一就是與化合物半導體相關，也就是 GaN，用於手機快充頭、NB 電源轉換，或是一般家電等消費性產品，這是 GaN 十分重要的市場。第二是功率放大器（PA），功率放大器對於 5G 而言是不可或缺的關鍵元件，而為實現更好的功率轉換，晶成也聚焦在 GaN 功率放大器上。最後一項微電子應用，則是濾波器。
LED 鑽研多年，富采憑厚實基礎插旗氮化鎵版圖
根據市調機構 TrendForce 估計，GaN 主要應用大宗在於消費性產品，至 2025 年市場規模將達 8.5億 美元，年複合成長率高達 78%。前三大應用占比分別為消費性電子 60%、新能源汽車 20%、通訊及資料中心 15%。
特別是 Apple 發表用於全新 MacBook Pro 的 140W USB-C 電源適配器，並首次採用 GaN 技術外，更顯示出百瓦級大功率快充產品進入成長期，加速第三代半導體消費應用的發展擴張。
TrendForce 指出，在 GaN 功率電晶體價格不斷下降（目前已逼近約 1 美元），以及技術方案愈趨成熟的態勢下，預估至 2025 年 GaN 在整體快充領域的市場滲透率將達到 52%。
而負責晶圓代工業務的晶成半導體，憑藉晶電過往在 LED、III-V 族半導體累積而來的技術、經驗，更是積極搶占 GaN 領域，並以消費性電子市場優先，穩紮穩打。
李秉傑表示，晶成在成立之初即清楚界定主力業務就是代工，因為 IC 設計需要更大的投資，且要有更多 IC 設計人才及經驗累積。對晶成而言，除非直接併購一個很強大的 IC 設計團隊，否則要從零開始發展，會是一個很大挑戰。
李秉傑說明，但如果是代工業務，晶成從晶電分割而來，在磊晶材料、製程等原先已十分熟悉，技術上可說是駕輕就熟；最主要的改變則在商業模式，從原本的提供元件，轉為製造。
晶成半導體總經理温錦祥補充，晶成的優勢在於背後有富采集團的支持，不管是材料科學、製程技術等，富采其實都已培養許多核心技術；尤其是晶電在 2012 年併購廣鎵後，在第三類半導體的研發上有了更好的技術基礎。
温錦祥進一步說明，第三類半導體代工和矽（Si）大不相同，要考量更多因素，像是氣體、特殊材料等；在磊晶與製程的相結合上則要花費更多時間研究，且在加工時還不能破壞磊晶材料特性。而晶電在這方面有多年累積而來的經驗和技術，這也是晶成在長磊晶、材料知識、製程技術與加工上能優於競爭對手的關鍵因素。
温錦祥表示，GaN 的消費性應用市場十分廣泛，像是快充充電器、手機功率放大器（PA）或是微波元件等，都有無窮的機會在。而晶成在磊晶技術、製程加工和材料科學等核心知識已有很好的基礎，那麼下一步便是如何將這些核心技術變成產品，同時讓許多 IC 設計業者能在晶成這平台上，發展好的產品架構。
「2012 年合併廣鎵後，花了 6 年的時間進行研發，保守估計花了 3、4 億但卻沒有什麼收入」，李秉傑笑稱。一直到 2018 年，因商品化的機會越來越高，覺得時機差不多，遂決定投入第三類半導體代工發展。
如今，第三類半導體熱潮席捲全球，富采這「煨」了許久的火苗終於要「加大火侯」，直攻 GaN 商機。「對晶成來說，不論是 GaN on sapphire（藍寶石）、GaN on Si，甚至是 GaN on SiC，都有能力、技術和經驗，端看市場應用和客戶需求。」李秉傑強調。
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