鴻海、比亞迪、IDM風雲會　布局第三代半導體逐鹿中原
電子時報00:06何致中／綜合報導

新世代半導體發展趨勢風起雲湧，醞釀20多年的氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)並非嶄新的「黑科技」，但隨著無線通訊技術、充電技術越來越需要具「高功率密度」特性的寬能隙(WBG)元件，GaN、SiC等明顯優於主流矽基(Si-Based)半導體的性能備受重視。

特別是在「未來車」相當有機會成為下一個資通訊產業革命的主戰場的此刻，欲想在電動車卡位的龍頭集團業者無不摩拳擦掌。除領頭的國際IDM大廠包括英飛凌(Infineon)、意法半導體(STM)、Cree、羅姆(Rohm)等業者外，中系功率半導體與電動車大廠比亞迪集團，以及台灣EMS龍頭的鴻海集團，紛紛著手對於SiC、GaN領域更深遠的布局藍圖。而針對近期包括兩岸、海外等龍頭大廠布局狀況，以下為DIGITIMES所作整理。

IDM廠轉向8吋廠生產　凸顯領跑者角色

儘管台系業者包括鴻海、中美晶、台積、聯電、富采投控、漢民、穩懋等，力求大打跨界集團戰儘速合縱連橫。惟領跑的國際IDM大廠「轉進8吋晶圓廠」生產已然增速，包括意法、羅姆等，近期英飛凌也宣布與Panasonic共同量產8吋矽基氮化鎵(GaN-on-Si)新品，預期2023年上半新品將進入市場。

而此舉正是力圖突破目前第三代半導體元件價格明顯高於矽基元件2~3倍的主要方向之一，目前主流的6吋廠產能也不足以因應未來被廣泛應用於3C充電領域的GaN-on-Si元件。

英飛凌大中華區總裁蘇華、意法亞太區副總裁暨台灣區總經理Giuseppe Izzo等也公開指出，第三代半導體領域IDM大廠們已經卡好最佳位置，GaN、SiC的市場接受度目前看來也比預期快。

IDM廠在技術、產品組合、整體解決方案都相當完整，甚至是第三代半導體在材料以外的各種電源IC週邊包括驅動器、MCU等全方位配套策略，目前恐怕仍是寬能隙元件領域發展最全面的主力。

比亞迪、鴻海各自出招　共逐EV、第三代半導體大計

鴻海總裁劉揚偉於SEMI論壇中指出，EV將持續替第三代半導體的SiC、GaN鋪路，未來也可望成為一座「新護國神山」。

新世代化合物半導體潛力高　新護國神山待醞釀

事實上，化合物半導體也包括一般稱為第二代半導體的砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等等，穩懋副董事長王郁琦指出，化合物半導體繼5G RF應用、手機用3D感測應用等，後續包括未來的6G、衛星通訊、車用光達(LiDAR)、生物辨識等，在在都需要更多的化合物半導體，也將成為次世代半導體關鍵之一。

整體來看，舉凡光學元件、充電元件、通訊元件等，囊括寬能隙材料的第三代半導體潛力持續被市場重視，而不管是業界老鳥或集團新兵，組隊大打世界盃的風雲集結態勢為現在進行式，更可能往國家產業戰略方向角度前進，這也回應鴻海總裁劉揚偉所述，台灣已經在矽半導體享有高度成就，如何複製到剛起步的第三代半導體，打造一座「新護國神山」，更是未來產官學研界重點任務。

隊長資料整理：

TrendForce示，2021 年各國 5G 通訊、 消費性電子、工業能源轉換及新能源車等需求拉升，驅使基地台、能源轉換器（Converter）及充電樁等應用需求大增，第三代半導體氮化鎵（GaN）及碳化矽（SiC）元件及模組需求強勁。氮化鎵功率元件成長幅度最高，預估今年營收將達8,300萬美元，年增率高達73%。據TrendForce研究，氮化鎵功率元件主要應用大宗為消費性產品，至2025年市場規模將達8.5億美元，年複合成長率高達78%。前三大應用占比分別為消費性電子60%、新能源汽車20%、通訊及資料中心15%。據TrendForce調查，截至目前有10家手機OEM廠商陸續推出18款以上搭載快充的手機，且筆電廠商也有意跟進。
全球SiC功率市場規模至2025年將達33.9億美元，年複合成長率達38%，前三大應用占比將分別為新能源車61%、太陽能發電及儲能13%、充電樁9%，新能源車產業又以主驅逆變器、車載充電機（OBC）、直流變壓器（DC-DC）為應用大宗。

漢民科技集團，控股公司。打入華為5G基地台供應鏈。
旗下「嘉晶」(61.2%)為國內前二大磊晶矽晶圓供應商。
旗下「漢磊科技」(100%)為國內最大功率/類比IC晶圓代工廠、全球第九大矽磊晶圓廠，生產MOSFET、IGBT及二極體。
4吋廠600~1200V SiC SBD/MOSFET已量產。
6吋廠1700V SiC SBD/MOSFET已量產

SiC晶圓薄化可達100微米。
因應5G、電動車應用帶動功率半導體需求，研發WBG寬能隙材料的GaN氮化鎵、SiC碳化矽製程，漢磊旗下三座晶圓廠都已通過車規認證並量產。
去年EPS-1.64元。今年上半年EPS 0.07元轉虧為盈。
今年7月營收6.31億元續創新高，月增4.43%、年增41.08% 八月營收再創新高

漢磊布局化合物半導體超過10年，這將是未來營運主軸，近2年策略上正往氮化鎵、碳化矽、車用MOSFET、二極體、靜電保護等TVS等5類別發展，特別鎖定車用相關，今年已看到成效，由於碳化矽與氮化鎵產品價格比一般半導體高，對漢磊營收或獲利都會有幫助。漢磊下半年到明年上半年營運展望皆樂觀，因為還有很多客戶排隊要產能，「客戶追單仍多，產能滿到年底沒有問題」。惟上半年剛虧轉盈，EPS還未顯現，
詳細更多第三代半導體個股資訊 以及鴻海集團、環球晶集團、廣運集團、穩懋集團等各大集團的布局與精選好股，等待大家來發掘喔。

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#微控制器MCU #WiFi #工業物聯網IIoT #類比數位轉換器ADC #硬體安全模組HSM #自加密驅動器SED #整合開發環境IDE

【ADC 位元數、GPIO 介面、安全加密…… ，MCU 都考慮到了嗎？】

工業物聯網 (IIoT) 的發展趨勢是縮減成一個系統單晶片 (SoC) 方案，而非靠使用多個離散式元件組合以精簡物料清單、降低設計風險、減少佔用空間。Wi-Fi MCU 即是一例，它將 Wi-Fi 連接與處理器及所需的 GPIO (通用型之輸入輸出介面) 整合在一起，以滿足多種應用。市面上低成本的 Wi-Fi 連接方案，通常會以周邊數量和整體效能為代價；然而，Wi-Fi MCU 須兼具穩健的 Wi-Fi 連接和高效 MCU 功能，缺一不可。

指定 Wi-Fi MCU 時，類比數位轉換器 (ADC) 是最易忽視的功能之一，設計人員關注的首要規範之一是 ADC 的位元數。事實上，實際位元數將低於 (甚至遠低於) 資料手冊裡的規範；ADC 可用於執行轉換的有效位元數 (ENOB) 更為重要，ENOB 始終小於資料手冊規範 (越接近越好)，因為在不同 ADC 之間這一位元數有著很大差異。可用於執行轉換的位元數越少，SoC 的輸入訊號的精確度就越低。此外，ADC 的量化和時序誤差，以及偏移、增益和線性度的變化皆是負面因子。

ADC 還有一個眾所周知的缺點：易受諸多工業物聯網運行環境中常見的大溫度波動影響；如果 MCU 供應商無法提供 ENOB、效能隨溫度變化情況、線性度和精確度等資訊，應拋棄不用。另隨著系統的完善，可能會增加更多的介面；若 SoC 有備用 GPIO，則可以在幾乎不共用接腳的情況下控制更多繼電器、開關和其他元件。元件支援的介面應包括乙太網 MAC、USB、CAN、CAN-FD、SPI、I2C、SQI、UART 和 JTAG (可能還包括觸控發送和顯示支援)，以確保擴充需求。

安全性對於每個物聯網應用都至關重要，IIoT 後座力尤大。在整個設施乃至整個公司擴散。第一級所需安全性位於 MCU 的整合加密引擎中，將循序執行或並存執行加密和身份驗證。密碼應包括 AES 加密 (金鑰大小最高 256 位元)、DES 和 TDES，身份驗證應包括 SHA-1 和 SHA-256 以及 MD-5。由於每個雲端服務提供者都有自己的認證和金鑰，為其開通元件是一個複雜的過程，需掌握大量與加密相關的知識，是設計人員針對雲端服務開通產品時最具挑戰性的任務之一……。

延伸閱讀：
《指定支援 Wi-Fi MCU 時的注意事項》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0813/48767.html

#微芯科技Microchip #WFI32 #Trust&GO平台 #WPA3

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【工業安全的根本：IEC 61508】

「安全」對於工業應用至關重要。但要確保功能安全性，就意味著設計階段更長、且成本和複雜性更高。其中，IEC 61508 是一個可應用於各種工業領域的基本功能安全標準，將功能安全定義為：是受控設備 (EUC) 或受控設備系統總體安全中的一部分；其安全性是依賴於電氣／電子／可程式電子 (E/E/PE) 安全相關系統、其他技術的安全相關系統或外部風險降低措施的正確機能。

此時，選擇預先經過實驗室認證的元件——包括將Active Directory 聯合身份驗證服務 (Active Directory Federation Services, ADFS) 整合到安全系統所需的全部必要資訊，將可減少外部診斷需求。這不僅有助於縮小器件尺寸、降低物料清單 (BOM) 和複雜性並縮短開發時間，內建診斷功能更能縮短檢測時間並提高覆蓋率，進而降低系統軟體的開銷。

演示影片：
《ADFS5758：通過 IEC-61508 認證的功能安全 16 位元 DAC》
https://www.youtube.com/watch?v=Apywdmgmt0Y&t=4s
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2021/0407/47558.html

#亞德諾ADI #ADFS5758 #德國來茵TÜVRheinland

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