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八月五日鴻海出手震撼市場,宣布以25.2億收購旺宏在竹科的六吋晶圓廠,目標鎖定生產第三代半導體碳化矽SIC元件,鴻海董事長劉揚偉預估,2024年晶圓月產能可達1.5萬片,每月可供應三萬輛電動車的功率元件需求,藉此讓台灣在電動車產業取得世界領先地位,LEO認為這只是第一步,到2030年全球電動車年銷售估計一年超過5500萬輛,這是很棒的大願景,但是該如何築夢踏實呢?

產業巨擘投入第三代半導體

鴻海以代工起家,蘋果光在中國紅色供應鏈的搶單與蘋果供應商分散策略下,逐漸褪色,一代霸主開始尋找新的舞台,跨入電動車領域成立MIH車電大聯盟,意圖掌握新一代電池材料研發與車用晶片領域—跨入第三代半導體,每一步都瞄準未來十年產業趨勢,眼光相當精準。

台灣最早跨入第三代半導體領域的漢磊(3707)歷經十年練兵後,終於在今年第二季EPS由虧轉盈繳出0.13元的成績,上半年財報EPS 0.07元,世界先進佈局超過四年,今年下半年才開始小批量生產,台積電2017年與納微半導體(Navitas)合作,它是世界上第一家生產氮化鎵(GaN)功率IC的公司,2013年成立於美國加州,2020年台積電與意法半導體共同宣布加速市場採用氮化鎵產品,市場趨勢成形,穩懋、全新、宏捷科、環球晶、晶成半導體、盛新材料(太極持有64%)、穩晟材料(大股東─矽力杰、中砂)都耕耘已久,鴻海憑什麼快速克服前期漫長學習曲線?

借力使力 彎道超車

鴻海取得旺宏六吋廠後,預計後續還要砸下數十億投資生產第三代半導體設備,錢對鴻海來說並不困難,關鍵是「生產設備的參數」,整個半導體產業最重要的源頭就是上游的「長晶」,掌握「碳化矽基板者得天下」。汽車用的第三代半導體SIC晶圓叫做N型(導電型),應用在5G通訊用的SIC叫做SI(半絕緣型),盛新材料是國內唯一可以同時量產N型SIC與SI型SIC晶圓的公司,因為它直接技轉中科院的技術與人才,就好像資質平庸的武道家在偶然機遇下拿到一盒充滿靈氣的上品混元丹,免去漫長的試誤法,加上自身的後天努力取得正確的關鍵參數直接晉升一代武學宗師。

它厲害的地方在於:1.生產SIC晶圓的晶種是自己做的(成本低),2.在超過二千度的長晶爐裡,精準掌握熱場、流場、電性均勻度控制,用X光檢測晶體乾淨品質佳,媲美國際大廠水準,3.廣運(6125)集團母公司掌握自製機台,成功在5RUN完成熱場測試,製程調整,產出六吋N型SIC晶錠,換句話說,這代表掌握新機台快速大規模量產的關鍵。

如果鴻海找上廣運添購設備、盛新材料購買晶種,取得關鍵生產參數,掌握最上游的長晶後,包含IC設計、晶圓製造到後段封測將可提供一條龍服務。

鴻海5G戰略背後的佈局

鴻海旗下工業富聯(FII)斥資三十九億元增資旗下蘭考裕展智造科技,增產5G小型基地台與模組等產品,意圖擴張中國大陸5G設備市占率,在日本方面夏普推出小規模用5G設備,搶攻日本工廠與辦公室市場,售價是目前市價的五分之一,可望在日本市場攻城掠地。

在台灣鴻海旗下亞太電信與遠傳電信5G共頻共網,未來電動車、自駕車的發展也與5G網路息息相關,這跟第三代半導體又有什麼關聯呢?原來SI半絕緣型SIC的特色是:可以提高射頻及PA元件的功率,熱傳導性與電場擊穿係數,較「矽元件」提高十倍以上的功率密度,非常適合應用在新一代5G通訊、自動駕駛交通工具,以及雷達衛星系統,LEO相信鴻海走這一步棋是經過縝密籌畫的結果。

第三代半導體小知識科普

到底SIC長晶有多難?碳化矽長晶時,晶種放在石墨坩鍋根本無法觀察長晶情況,因為溫度高達二千度以上,打開就注定壞掉,原料都無法重複使用,每一爐七天才能生長二公分厚度,SIC有二百多種晶態,要在高溫高壓環境長出六吋晶錠是非常困難的一件事,等於是蒙著眼睛射飛鏢,到底有多難要比較才知道,矽晶圓三至四天可以長二百公分,長晶溫度約1400度,量產尺寸最大十二吋,碳化矽SIC長晶七天只長二公分,溫度2200~2500度間,目前主流為四至六吋。

盛新材料的良率為何比其他競爭對手高?困難點在於不管四吋、六吋,所有的晶型與晶向都要一致(SiC有二百多種晶型),一般要4H晶型,其他廠商拿箭瞄準射靶,射中就是良品,沒射中就失敗,盛新則是從機台到材料、熱場、製程、電性控制,以「軌道」的概念,穩穩地把箭輸送到靶心上,良率自然高,可以跟世界級大廠匹敵。

經過LEO的分享,相信大家都知道了「碳化矽長晶」與「矽晶圓長晶」是截然不同層次的技術,所以價格差距也相當驚人,注意喔,十二吋矽晶圓大約一片一百美元,四吋碳化矽晶圓大約一片1000~1200美元,六吋碳化矽晶圓更恐怖約一片2500~3000美元,更誇張的是5G通訊用的半絕緣型SI價格又是電動車用N型碳化矽的三倍左右,所以,同時掌握N型與半絕緣型碳化矽長晶技術的盛新材料與自製長晶爐設備的廣運(6125),我的研判是,也許不一定是現在,但有朝一日將成為產業界的明日之星。

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