2020.12.21(一)
認識莫斯菲-坐擁千億商機
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大家早，我是 LEO
■ 什麼是Mosfet(莫斯菲)
Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor-金屬氧化物半導體-場效電晶體（簡稱：金氧半場效-電晶體）縮寫：MOSFET，跟我們的日常生活密不可分，應用範圍很廣，包含筆電、智慧型手機、工業、能源產品、電動車都大量應用，是電子產品必要的關鍵零件之一，簡單說，它就是扮演「電源控制元件」的角色。
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原理：在電晶體中當電子從源極經過電子通道在汲極流出，控制電子能否順利流出的關鍵就是Mosfet，當我們在閘極施加電壓，下方電子通道就會打開，電子就可以順利流出，它的功能就像水龍頭扮演控制水流從進水口到出水口的角色。
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■ 市場商機驚人
IC設計公司會把設計好的Mosfet電路圖交給晶圓代工廠(台積電、聯電、世界先進等)生產，大量新應用不斷增加，特別是高階mosfet應用於電動車等，研調機構預估到2022年mosfet市場規模高達75億美元。車用佔比估計22%，計算與儲存估計19%，工業用估計14%。
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■ 供給吃緊醞釀漲價
因為筆電及平板、WiFi 6設備、伺服器、遊戲機等新訂單持續湧入，車用晶片需求大舉回升，加上IDM廠擴大委外，6吋及8吋晶圓代工產能全面吃緊，交期拉長，投片成本也陸續從第 3 季起漲價約 15~20%，大陸MOSFET廠已經調漲價格10～20％，台灣的業者最快將在明年第 1 季有機會轉嫁客戶，反映成本的提升。
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■ 筆電市場
英特爾及超微的筆電新平台支援PCIe Gen 4及USB 4，同時加入人工智慧（AI）運算功能，單一系統對MOSFET需求及採用量倍增，在訂單排程上已是選擇性接單，高毛利的訂單將優先出貨。
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■ 5G快充商機
2020年5G智慧手機市場規模大約落在2億支左右水準，且進入2021年後將可望翻倍成長至4億支以上，5G手機傳輸速度更快，波長較短，天線變多，耗電變快，USB-PD快充功能成為標準配備，各廠大多以Type-C線材做為快充的充電線材，為支援更高規格的傳輸電壓，MOSFET也必須同步升級。
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因為8吋晶圓產能供給緊缺狀況下，品牌廠與OEM／ODM廠已經對台灣Mosfet供應鏈預定2021年上半年的訂單，且當中包含中國前四大智慧手機品牌及相關行動配件廠，使Mosfet廠順利搭上5G智慧機的快充列車。
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■ 電動車市場
根據拓墣產業研究院的數據，2021 年的電動車預估成長 36.7%，占全球新車銷售量近 4%，從長期的產業趨勢來看，功率元件產業重點發展項目一定是電動車。
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電動車的需求帶動不同電壓供電需求，難度更高，功率更大，更需要耐高溫，高壓，更穩定的特性，這塊市場幾乎都掌握在國際大廠手中，英飛凌（Infineon）就是業界龍頭，市占率約在 20% 左右，無論是 MOSFET、IGBT、GaN、SiC 都有完整的產品線。
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■ 第三代寬能隙材料功率元件
近年來各大廠積極研究新材料採用氮化鎵（GaN）與碳化矽（SiC）的新製程，雖然成本大幅增加， SiC功率元件價格約為矽基元件5倍，但是導入電源轉換器可提升電動車與電網間更高的運作效率、提高系統穩定度、系統及裝置小型化、縮短充電時間、延長電動車續航力等，在車載充電器及快充設備領域非常具有發展潛力。
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SiC較矽基元件具耐高壓、對應更高輸出功率、降低週邊電子元件損壞率、於嚴苛環境下信賴性高等優勢，在快充領域應用有很大發展潛力。同時，SiC元件可縮小快速充電樁的體積，延伸好處是能提升快充站土地利用坪效。
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根據德儀TI的說法，GaN的成本到2021年，成本將會大幅降低至1.37 倍，2024~2026年出現交叉，甚至2027 年 GaN 的成本將會遠遠低於傳統 矽製程Silicon。
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📊 台灣領導廠商
漢磊投控在SiC市場布局最早，旗下晶圓代工廠漢磊科提供4吋及6吋SiC晶圓代工，磊晶廠嘉晶(3016) 提供4吋及6吋SiC磊晶矽晶圓，均已獲客戶認證並進入量產，昇陽半（8028）則是專精SiC晶圓薄化。
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杰力(5299)是國內少數同時具有電源管理 IC 及 Mosfet 設計能力的公司，持續往 GaN 技術投入研發，據傳大中(6435)與杰力(5299)在技術上都已經有所突破。
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富鼎(8261) 有低壓產品之外，中高壓的 MOSFET，有能力直接與國際大廠競爭，今年 SiC 產品已經完成開發，尼克森及富鼎的碳化矽（SiC）二極體已開始出貨，2021年台灣MOSFET廠在GaN及SiC領域就有機會看到營收貢獻。
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♨ 股民當家團隊對於新一代半導體材料Sic、GaN在電動車、與快充領域特別感興趣，試想現在全市場都在講天鈺、通嘉、偉詮電、鈺邦，只是手機快充---相關股票就一直噴漲！
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💡 各位有想過電動機車，電動汽車電流電壓更高，如何才能充的更快，更安全，未來商機更大！一旦時機成熟，形成市場共識，天鈺就只是小菜罷了~~~
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【SiCＸGaN，開啟功率新時代】

被視為「戰略物資」的第三代半導體——以碳化矽 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 為首的二元 III-V 族「寬能隙」(Wide Band Gap, WBG) 化合物半導體，原就挾著耐高溫、耐高壓、切換快、效率高 (耗損低) 等優異物理特性而備受關注，近來更因被中國「十四五計畫」點名列入重點扶植對象而再掀熱議；特斯拉 (Tesla) Model 3 採用 SiC 功率器件及小米科技發佈 GaN 手機充電器，更將之推向高潮。

碳化矽約有四成在車用 (含汽車電子與電動車週邊)，目前業界於電動車較積極導入碳化矽的主要裝置／部件包括主驅逆變器 (inverter) 與車載／車外充電器，儘管 SiC-SBD (蕭特基二極體) 的市場因國際貿易摩擦而放緩，但由於能源、汽車和工業需求維持增長，預計市場將繼續擴大；至於氮化鎵，「製程介面」(基板材料) 是其應用的最大關鍵，分為：碳化矽基氮化鎵 (GaN-on-SiC) 和矽基氮化鎵 (GaN-on-Si) 兩種。

延伸閱讀：
《「寬能隙」半導體的現在與未來》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2020/1112/46364.html

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【GaN 憑什麼躍然而起？】

氮化鎵 (GaN) 市場可概略分為光電和功率兩大塊，現階段，在發光二極體 (LED)、射頻 (RF) 元件和無線充電較具優勢，在 LED 照明和顯示器等光電領域擁有高滲透率；但著眼於它能最小化功率損耗並具有小型化、高速開關和高擊穿電壓等特性，今後功率半導體的成長空間相對更大，初期鎖定「低電壓之高階產品」。

隨著技術推進、工作電壓拉高，未來在新能源、智能電網、資通訊設備和消費電子前景看俏，無線和自動化設備發展以及汽車 GaN LED 汰換潮，將成為推動氮化鎵的主力。GaN 理論上能以高於碳化矽 (SiC) 的速度進行切換、實現高速開關操作，確保電氣系統的高效率操作；物理學家表示，如果將具有高擊穿電壓和低導通電阻的氮化鎵，推廣至所有電子設備，全球用電量可減少 10～25%！

GaN 的低導電性能以緊湊尺寸維持高能量應用，進一步實現電路小型化或在同一區域擠進更多的氮化鎵。用一個淺顯易懂的形容，就是能把筆記型電腦 (NB) 原本大如磚塊的笨重充電器，精簡至一盒餅乾大小，更加輕巧、方便攜帶。此外，光達 (LiDAR) 改用增強型氮化鎵 (eGaN) 晶片感知環境的精度可以「吋」計算，較矽晶片只能明確至 10 呎以內表現更佳。

特別一提的是，氮化鎵對離子輻射靈敏度低，極適合作為衛星的太陽能電池陣列材料或應用於超音波、核磁共振成像 (MRI) 和結腸鏡檢查外科手術等醫療設備，在輻射環境相對穩定亦有利於航太和軍事——GaN 已被歐洲太空總署 (ESA) 認定為「關鍵使能技術」；美國國家航空暨太空總署 (NASA) 亦資助氮化鎵研究以支援水星和金星的探索。

當人們還在掙扎什麼情境下值得採用 GaN？新的強勁對手已悄然出現。美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 拋出一個震撼彈：未來「氧化鎵」(三氧化二鎵，Ga2O3) 的成本可能更低！考慮諸如晶體生長和晶錠加工之類的因素，氧化鎵晶圓成本比 SiC 便宜 3～5 倍，且晶圓尺寸較 GaN 更容易擴大，可能為現有的矽、碳化矽和氮化鎵技術提供互補，應用在 AC-DC 轉換等低頻、高壓應用。

延伸閱讀：
《氮化鎵：輕巧、耐熱、高速開關，節能一把罩》
http://compotechasia.com/a/feature/2019/0409/41524.html
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