從貝爾實驗室(Bell Labs)到台灣新創,超赫科技股份有限公司(Ultraband Technologies)總經理吳展興,走過三五族化合物半導體產業發展的黃金年代,並創造了許多經典應用。
這位在美國半導體產業耕耘超過三十年的資深專家,選擇將畢生累積的技術與經驗帶回這片土地,協助打造台灣在化合物半導體領域的競爭優勢。吳展興與三五族半導體的淵源,可追溯到1974年他在清華大學物理研究所攻讀碩士時期。當時正值半導體產業從矽(Silicon)轉向化合物半導體探索的關鍵時刻。
貝爾實驗室起點 見證異質結構技術革命
1982年在美國加州大學攻讀博士期間,吳展興開始接觸砷化鎵(GaAs)技術。1984年博士畢業後,他進入位於紐澤西州默里山(Murray Hill)的貝爾實驗室,參與了美國國防高等研究計劃署(DARPA)資助的首批砷化鎵積體電路開發計畫,主攻軍用與航太應用。
吳展興回憶當時,正是貝爾實驗室最精華的時期。在1980年代中期,貝爾實驗室正引領一場半導體技術革命,也就是異質結構(Heterostructure)技術與能帶工程(Bandgap Engineering)的發展。這些突破使得三五族半導體能透過堆疊不同能隙的材料層,創造出性能優異的電子元件。
吳展興解釋,異質結構技術的核心概念是利用不同半導體材料的能帶差異,讓電子從高能態導電層跳躍至低能態導電層,形成所謂的「量子井」(Quantum Well)或導電通道。這種結構最大的優勢在於,可利用「調變摻雜」(Modulation Doping)技術將雜質摻雜在能障層,讓電子通道保持純淨,大幅提升電子遷移率。這正是高電子遷移率電晶體(HEMT)與異質接面雙極性電晶體(HBT)等先進元件的基礎。
吳展興強調三五族材料的電子速度遠快於矽,這是它在高頻應用上的關鍵優勢。砷化鎵的電子遷移率(Mobility)約是矽的五到六倍,使其特別適合應用於射頻功率放大器、微波通訊與毫米波系統。
歷經美國產業巨擘 累積完整技術經驗
離開貝爾實驗室後,吳展興的職涯橫跨美國多家重要的半導體與國防電子公司,先後任職於休斯航空(Hughes Aircraft Company)、德州儀器(TI)以及TRW公司。值得注意的是,TRW的HBT技術後來成為現今射頻大廠Qorvo的重要技術基石。
2015年成立的Qorvo,是由RFMD與TriQuint兩家公司合併而成。吳展興指出,RFMD當年在功率放大器(PA)領域所使用的HBT技術,正是源自於收購TRW的商業部門技術。這家公司目前是全球射頻元件的領導廠商,充分展現了三五族半導體技術的商業價值。
回顧在美國的三十多年,吳展興完整經歷了三五族半導體從實驗室研究到商業化量產的歷程。回想那個年代,他說美國電機系的教授只要拿到政府補助,幾乎都在研究砷化鎵。當時矽技術已相對成熟,而砷化鎵代表著下一波半導體革命。
返台創業 聚焦功率與射頻雙軌發展
2020年3月,超赫科技(Ultraband Technologies, Inc.)正式成立,總部設於新竹科學園區,由吳展興擔任總經理,負責技術與產品開發策略。公司的成立,源於他希望將累積多年的三五族半導體技術帶回台灣的使命感。
吳展興認為應該把在美國學到的東西帶回來貢獻。台灣在矽晶圓代工已是全球領導者,但在化合物半導體領域仍有巨大的成長空間。
超赫科技的業務聚焦於兩大領域:功率元件(Power)與射頻元件(RF)。這在業界並不常見,大多數公司傾向專注單一領域。吳展興解釋,此策略源於他對三五族技術的全面理解,以及這兩個領域市場需求的快速成長。
在功率元件方面,超赫開發氮化鎵(GaN)與氮化鋁鎵(AlGaN)元件,應用於電源管理、伺服器與電動車;在射頻方面,則開發砷化鎵與氮化鎵的微波、毫米波功率放大器,瞄準5G、衛星通訊與國防市場。
此外,公司目前的天線產品線表現亮眼。吳展興透露,2024年營收主要來自天線產品;隨著IC設計與代工業務到位,預計2025年IC業務佔比將提升至70-80%。
採Fabless策略 技術授權建立生態圈
超赫科技採用無晶圓廠(Fabless)模式,專注於元件設計與IP開發,委託代工廠生產。吳展興坦言,這種模式極度仰賴與代工夥伴的緊密合作。更特別的是,超赫對於技術授權採取開放策略,將元件設計技術授權(Licensing)給其他廠商。目前已有台灣與歐洲公司獲得超赫的授權。
「我現在把技術轉給其他公司,讓台灣在未來三五族領域一定會很不錯。」這種開放合作的態度,展現了吳展興對於建立台灣化合物半導體生態系的長遠視野。對於未來,他也對併購或策略合作保持開放態度。
國防應用需求 成台灣三五族產業契機
談及產業前景,吳展興特別看好國防應用市場。隨著地緣政治變化,國防設備「台灣製造」的需求大增,而雷達、通訊模組所需的射頻與功率元件,正是三五族半導體的強項。「台灣發展國防工業,一定要用到RF技術。」這為相關廠商創造了絕佳機會。
在台灣化合物半導體版圖中,穩懋半導體(WIN Semiconductors)是全球最大的砷化鎵晶圓代工廠。吳展興與穩懋及其他業界同儕有著深厚淵源。
吳展興提到,現今台灣化合物半導體龍頭大廠的許多高階主管與創辦人,其實都是他當年在美國時期的同期戰友。這個源自美國TRW與貝爾實驗室的緊密人際網絡,不僅見證了技術的傳承,更為台灣化合物半導體產業奠定了深厚的發展基礎。
傳承技術使命 期許台灣領先全球
吳展興語氣中充滿信心,也不認為台灣技術會落後於外國。他觀察到美國在三五族領域的人才出現斷層,而台灣正處於最佳發展時機。憑藉台灣從晶圓製造、IC設計到封裝測試的完整產業鏈,結合三五族技術,台灣完全有能力建立全球領導地位。
對於年輕工程師,吳展興特別強調基礎物理的重要性。他一直把技術當作藝術在看。他認為化合物半導體的設計涉及複雜的量子力學與材料特性,必須深入理解電子在能帶間躍遷的微觀行為,這是單純依賴自動化工具或AI無法完全取代的核心能力。
他希望能將當年在貝爾實驗室所承襲的這種對物理本質的堅持與鑽研精神,完整傳承給台灣的新世代人才。透過超赫科技的技術深耕與經驗分享,期許能協助台灣產業界打破代工思維,在繼矽晶圓奇蹟之後,於化合物半導體領域再創高峰。