AI資料中心、電動車等應用需求的快速發展下,寬能隙半導體為功率元件帶來更高的功率密度與能源轉換效率,有望協助產業在大量的能源需求下,兼顧永續發展目標。其中,碳化矽(SiC)適合用於高功率應用,氮化鎵(GaN)則可以專攻小功率、裝置輕巧且功率密度高的產品。
同時布局SiC/GaN
積亞半導體總經理王培仁表示,台亞半導體集團透過兩家子公司布局寬能隙半導體市場,由積亞半導體專注於製造碳化矽(SiC)元件,而冠亞半導體則聚焦供應氮化鎵(GaN)功率元件。積亞半導體目前已完成6吋與8吋產線建置,預計於2025年12月少量試產。冠亞半導體總經理衣冠君提及,冠亞半導體則於2023年成立,同樣已具備6吋氮化鎵產能,並發展8吋的產能。在氮化鎵元件方面,與晶炫半導體合作電源驅動器,並由冠亞整合為最終產品。
市場區隔明確
碳化矽與氮化鎵在功率半導體市場形成互補。碳化矽以50kW以上的高功率應用為主,包含800V的電動車系統平台、太陽能發電及儲能系統等。而氮化鎵則著重在50kW以下的中小功率轉換,如AI伺服器電源、400V的電動車系統平台、工具機等應用。
王培仁指出,近期市場上碳化矽基板價格大幅下跌,為碳化矽供應商帶來更多機會。中國碳化矽基板產能迅速擴張,同時價格下跌近五成,促使更多工業與家電應用導入碳化矽。
電動車市場轉型
電動車的能源系統需求,則呈現分眾化發展。王培仁分析,高階車款維持800V系統,並且主要採用全碳化矽方案。中低階車款則轉向400V,採用IGBT與碳化矽混合方案。以特斯拉為例,2024年部分車型從全碳化矽轉為混合方案,在維持效率的同時降低成本。另外,歐美日等國積極投入電動車發展,預期2025年市場將穩健成長。並且在車用供應鏈去全球化的效應下,各國布局本土供應鏈,為台廠創造機會。
新興應用開枝散葉
衣冠君看好氮化鎵在無人機與機器人的應用前景。無人機要求輕巧、節能且快速充電的特性,使其成為寬能隙半導體重要應用。以工業機器人為例,一個轉軸需要電源馬達控制和電源控制兩種功率元件,部分高精度轉軸甚至需要5~6顆。人型機器人的關節更多,預估每台至少需要70~80顆功率元件。寬能隙半導體可提升能源轉換效率、增加元件的功率密度、延長電池使用時間,同時減少線路配置,實現更輕巧的設計。
台廠供應鏈彈性現優勢
隨著寬能隙半導體在多元領域發酵,王培仁認為,台灣的碳化矽供應商面對中國碳化矽的低價競爭,可以在地緣政治議題上,獲得非紅供應鏈的優勢。同時,台灣生產的碳化矽產品品質較中國穩定,價格又相較歐美廠商具有競爭力,因此可以成為國際IDM大廠的替代供應鏈等,獲得多元的商機。此外,積亞由於具備設計、製造到成品的能力,有能力協助中小型的終端廠商,開發產品。
面對國際IDM大廠的競爭,台廠採取差異化策略。衣冠君補充,2025年的氮化鎵布局應該打游擊戰,靈活應對市場上的高頻及中小功率需求,提供客戶模組產品。2025年冠亞主要的投入領域,包含無人機、馬達控制與消費電子充電器。無人機方面正積極與日本客戶合作,消費電子則受惠於AI應用的發展,AI PC 與AI手機等裝置需要功率密度更高,且充電速度更快的充電器。
寬能隙半導體2025需求大漲
在2025年,AI相關應用將是寬能隙半導體重要成長動能。AI伺服器對電源轉換效率要求提升,需採用碳化矽元件提高能源轉換效率。AI PC則需要高功率密度且充電快速的充電器,為氮化鎵帶來強烈的市場需求。因此積亞與冠亞對2025年營運展望樂觀。積亞將持續擴充8吋產能,鎖定AI伺服器、工具機等應用。冠亞則著重在AI PC電源、無人機等中小功率應用。兩家公司預期,隨著產品導入量產,2025年營收可望逐步成長。
對台廠而言,中美貿易摩擦反而創造轉單機會。國際客戶尋求分散供應鏈風險,加上台廠在製程品質控管的優勢,有助於爭取訂單。台廠在寬能隙半導體產業具備完整供應鏈優勢,若能把握全球供應鏈重組機會,有望在新一波半導體材料革新浪潮中扮演關鍵角色。