隨著5G應(yīng)用需求逐步升溫，半導(dǎo)體廠商也正積極布局化合物半導(dǎo)體氮化鎵（GaN）元件，挾著硅制程固有的規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，搶進(jìn)氮化鎵應(yīng)用領(lǐng)域。在臺(tái)系廠商方面，包括晶圓代工龍頭臺(tái)積電、漢磊投控旗下晶圓代工廠漢磊科、硅晶圓大廠環(huán)球晶 ，都已小量生產(chǎn)中，效益可望從明年起陸續(xù)顯現(xiàn)。

　　5G、電動(dòng)車應(yīng)用推升高頻率、高功率元件需求，而第三代寬頻化合物半導(dǎo)體材料氮化鎵，主要應(yīng)用于600 至1000 伏特的電壓區(qū)間，具備低導(dǎo)通電阻、高頻率等優(yōu)勢(shì)，可在高溫、高電壓環(huán)境下運(yùn)作，應(yīng)用包括變頻器、變壓器與無(wú)線充電，為國(guó)防、雷達(dá)、衛(wèi)星通訊與無(wú)線通訊基地站等無(wú)線通訊設(shè)備的理想功率放大元件。

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　　由于氮化鎵適用于高頻環(huán)境，在5G 進(jìn)展至毫米波頻段之下，氮化鎵可提供高頻射頻元件技術(shù)上更好的選擇，業(yè)界看好，氮化鎵元件將逐步取代橫向擴(kuò)散金氧半導(dǎo)體（LDMOS），成為5G 基地臺(tái)主流技術(shù)。且在手機(jī)功率放大器（PA） 方面，因GaN 材料具備高頻優(yōu)勢(shì)，未來(lái)也可望取代砷化鎵制程，成為市場(chǎng)主流。

　　現(xiàn)行的氮化鎵功率元件，以GaN-on-Si（硅基氮化鎵）、GaN-on-SiC（碳化硅基氮化鎵）2 種晶圓為主，雖然GaN-on-SiC 性能相對(duì)較佳，但價(jià)格大幅高于GaN-on-Si，且GaN-on-Si 可利用硅制程固有的規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，也成為目前臺(tái)廠著眼的目標(biāo)。

　　臺(tái)積電目前已小量提供6 吋GaN-on-Si 晶圓代工服務(wù)，650 伏特和100 伏特氮化鎵積體電路技術(shù)平臺(tái)，預(yù)計(jì)今年開發(fā)完成。今年2 月也宣布結(jié)盟意法半導(dǎo)體，意法將采用臺(tái)積電的氮化鎵制程技術(shù)，生產(chǎn)氮化鎵產(chǎn)品，加速先進(jìn)功率氮化鎵解決方案開發(fā)與上市，攜手搶攻電動(dòng)車市場(chǎng)商機(jī)。

　　臺(tái)積電總裁魏哲家也說(shuō)，氮化鎵制程技術(shù)目前進(jìn)展不錯(cuò)，符合客戶要求，但目前還是小量生產(chǎn)，預(yù)計(jì)未來(lái)將廣泛、且大量被使用。

　　除臺(tái)積電外，晶圓代工廠世界先進(jìn)在氮化鎵材料上已投資研發(fā)4年多，與設(shè)備材料廠Kyma、及轉(zhuǎn)投資氮化鎵硅基板廠Qromis攜手合作，著眼開發(fā)可做到8吋的新基底高功率氮化鎵技術(shù)GaN-on-QST，今年底前將送樣客戶做產(chǎn)品驗(yàn)證，初期主要瞄準(zhǔn)電源相關(guān)應(yīng)用。

　　硅晶圓大廠環(huán)球晶近來(lái)也積極布局半導(dǎo)體新材料，氮化鎵材料已小量生產(chǎn)，今年將加大投資力道，應(yīng)客戶需求擴(kuò)產(chǎn)，雙方正在商談合作細(xì)節(jié)。

　　磊晶硅晶圓廠嘉晶6吋GaN-on-Si磊晶硅晶圓，已進(jìn)入國(guó)際IDM廠認(rèn)證階段，并爭(zhēng)取新訂單中；同屬漢磊投控集團(tuán)的晶圓代工廠漢磊科，已量產(chǎn)6吋GaN on Si晶圓代工，瞄準(zhǔn)車用需求，相關(guān)元件第3季可望小量出貨，效益預(yù)期將從明年起發(fā)酵。

　　陸系廠商方面，除了有英諾賽科這些做IDM的氮化鎵廠商外，還有做晶圓代工的海威華芯新以及三安光電這些做晶圓代工的企業(yè)。一場(chǎng)新的競(jìng)爭(zhēng)正在蓄勢(shì)待發(fā)。