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鴻海攻碳化矽基板降成本 握電動車功率元件核心技術

2022/7/17 10:30
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(中央社記者鍾榮峰台北17日電)鴻海搶攻第三代半導體碳化矽(SiC)晶圓製造後,再布局關鍵基板製造技術。基板與磊晶占碳化矽成本超過7成,更攸關電動車功率元件性能優劣,深具投資價值,鴻海直取技術關鍵,藉此降低碳化矽元件製造成本。

積極布局電動車領域的鴻海集團,去年8月以新台幣25.2億元取得旺宏竹科6吋晶圓廠、強攻碳化矽元件晶圓製造,以鴻揚半導體為主體,預計今年底完成產線建置,2023年上線生產。

鴻海深知碳化矽元件將是電動車功率模組性能提升的關鍵,尤其基板製造攸關碳化矽材料品質,日前參與盛新材料募資案,確保碳化矽供應鏈基板關鍵材料穩定供應。

鴻海董事長劉揚偉在5月底股東常會中宣示,1200V/800A功率模組將在2024年量產,1200V第三代半導體碳化矽元件將陸續用於集團車載充電器、充電樁與直流變壓器等,這也加速鴻海集團布局碳化矽基板製造技術的決心。

不過產業人士指出,第三代半導體碳化矽製造難度不僅包括磊晶,關鍵更在於生產高品質的基板。亞系外資法人分析,碳化矽磊晶技術難度在於對溫度和壓力的控制技術要求高、長晶速度慢、晶型要求高,只有少數幾種晶體結構的單晶碳化矽可作半導體材料。

廣運集團關係企業盛新材料總經理謝銘勳指出,碳化矽長晶技術門檻高,包括時間長、長度短、純度要求高,大約7天時間只能生長2公分的碳化矽晶棒。

此外,碳化矽加工技術難度也高。法人說明,碳化矽單晶加工過程主要分為切割、薄化、研磨、拋光等,目前全球碳化矽製造加工技術仍未成熟,各家大廠掌握自己的Know-how;而要實現碳化矽基板的高性能,開發高表面品質碳化矽晶片加工技術是關鍵。

掌握碳化矽基板製造,對於降低電動車碳化矽元件成本有明顯助益。資策會產業情報研究所(MIC)分析,基板和磊晶占碳化矽元件成本比重分別約50%和25%,兩者合計占比達75%。

亞系外資法人分析,基板成本占碳化矽元件總成本比重高達47%,長晶成本占碳化矽總成本比重也有23%,基板和長晶合計成本比重達70%,基板是碳化矽元件製造流程最具投資價值的環節。

謝銘勳指出,碳化矽基板以導電型和半絕緣型兩大規格為主,其中導電型碳化矽基板主要應用在電動車、軌道交通等領域,高品質的碳化矽基板屬於寡占市場,占碳化矽元件成本比重近50%,是碳化矽元件的關鍵材料。

全球主要大廠積極布局碳化矽基板,資策會MIC分析,導電型碳化矽基板大廠包括Wolfspeed、羅姆(ROHM)與意法半導體(STM),半絕緣型碳化矽基板包括Wolfspeed、昭和電工(Showa Denko)、ROHM、Qorov、安森美(Onsemi)與恩智浦(NXP)等。

為降低成本,大廠也積極從6吋轉進8吋基板,法人預期,這可讓碳化矽元件成本降低約20%至35%幅度。且8吋碳化矽基板較厚,可切割更多基板片,也有助降低碳化矽元件製造成本。

中國廠商腳步也相當快,亞系外資法人指出,包括天科合達、中國電科、中科鋼研、露笑科技等、已開始量產導電型碳化矽基板;三安光電、東尼電子、東莞天城等,也將在2023年至2024年量產導電型碳化矽基板;晶盛機電、天岳先進等廠商,規劃2026年量產6吋導電型碳化矽基板。

相較之下,台灣碳化矽基板供應鏈還有很大的成長空間,目前包括環球晶、盛新材料、漢民科技(Hermes-Epitek)等加速布局相關產品。(編輯:楊蘭軒)1110717

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