隨著AI應用快速成長,包含AI伺服器、AI PC需要能源效率更高的元件,來支援耗能的運算需求。另一方面,碳化矽元件價格下跌,市場發展出現重要轉折。即思創意執行長顏誠廷指出,由於中國碳化矽供應商大量擴產,碳化矽材料從2023年到2024年價格幾乎腰斬。6吋晶圓價格已從過去每片超過1,000美元,降至接近百元美金水準。價格大幅下滑主因,是中國掌握材料自主,投入大量產能,導致碳化矽產業競爭加劇。相較之下,台灣目前投入碳化矽元件設計的廠商不多,同時台灣的碳化矽在產品定位上,更重視效能與品質。
AI運算需求持續提升,在電動車之後成為帶動碳化矽應用的關鍵動能。即思創意研發處技術處長許甫仁說明,AI伺服器應用方面,從NVIDIA H100到GH200,GPU運算功率大幅提升,但機櫃尺寸需要維持不變,對資料中心散熱與電源供應帶來嚴峻挑戰。以伺服器供電為例,一個刀鋒伺服器(Blade)的散熱片最多只能處理120W的散熱需求。即使伺服器電源供應器效率達99%,在高算力即用電量增加的情況下,散熱效能可能不足以負荷伺服器的需求,進而影響元件的效能。
在這類高功率密度應用中,碳化矽元件具備獨特優勢。雖然碳化矽成本較高,但是其穩定性優於氮化鎵(GaN)更適合用於伺服器的高壓供電環境。一個AI伺服器機櫃動輒上百萬台幣,企業因此對於使用高品質元件的意願較高。目前台灣在AI伺服器供應鏈扮演重要角色,從晶片、系統到組裝都在台灣完成,有利於碳化矽業者掌握商機。
在AI PC應用方面,市場需求也逐漸浮現。顏誠廷透露,目前即思創意已經承接客戶開發超過1,600 W的ATX電源供應器需求,未來可能提升到近3,000W,需要搭配220V供電。這類高功率電源,主要用於支援多張GPU運算卡的個人工作站。雖然個人工作站的散熱要求不如伺服器嚴格,但也需要高效的功率元件支援。
此外,隨著碳化矽元件成本下降,在筆記型電腦充電器等應用領域的競爭力提升。筆電與手機充電器的需求特性不同,筆電需要長時間穩定供電,並可能出現短時間內需要兩倍功率的情況。手機快充通常在充電初期使用高功率充電,之後手機會自動降低充電功率保護電池,因此碳化矽更適合筆電應用,手機快充則多數採用氮化鎵。
放眼國際 持續投入車用市場
結合上述種種趨勢,碳化矽市場正在經歷重要的轉變,在市場變動的過程中,台廠有機會從中找到適合的利基。即思創意作為碳化矽IC設計公司,產品由漢磊、鴻揚代工,主要股東包括鴻海、台達電與創投,產品可望導入鴻華與台達電的產品應用中。顏誠廷表示,即思創意第一階段投入的主要市場,是AI伺服器與AI PC等應用所需的高效電源供應器,現在已經與電源供應廠商合作,取得部分產品的設計導入。
即思創意的中長期規畫,則是進入車用供應鏈。由於車廠驗證時程長達4~5年,加上台灣缺乏完整的車用產業鏈。目前公司主要透過台達電等Tier 1供應商切入電動車領域,讓產品進入國際車廠供應鏈。在市場定位上,即思創意的目標是提供與國際大廠相當的效能,但價格更具競爭力的碳化矽IC。同時台廠能掌握的優勢之一,是能夠更靈活配合客戶需求,協助開發小規模或者客製化產品。
在技術方面,即思創意開發Direct Drive以及Silent Switch技術。許甫仁解釋,Direct Drive 技術可讓客戶使用12V的電壓,就能驅動碳化矽元件。Silent Switch技術則透過加快開關速度,可有效抑制電磁干擾(EMI)。
製程技術方面,即思創意使用6吋晶圓製程,計畫在2026年,第三代產品會評估升級到8吋。公司也預計在2025年第二季推出第二代產品,包含耐壓500~2,300V的全系列產品外,並且產品的單位面積電阻較第一代改善35%,大幅降低應用成本。隨著碳化矽製程改進與成本下降,可預期在未來1~2年內實現與Super Junction(超接合面)MOSFET相近的價格。
投入碳化矽市場對即思創意而言,較大的挑戰在於客戶驗證。由於功率元件對系統可靠度影響重大,客戶通常需要1~2年的驗證時間。不過一旦通過驗證並累積使用經驗,客戶的採用意願會逐漸提高。
展望未來,顏誠廷認為碳化矽元件市場仍有成長空間。該技術的應用範圍廣泛,不會被單一廠商壟斷。電源供應器是所有電子設備的必需品,只要找到合適的應用領域並保持技術優勢,就有發展機會。