看準(zhǔn)未來(lái)化合物半導(dǎo)體的發(fā)展，意法半導(dǎo)體(ST)與晶圓代工龍頭臺(tái)積電宣布攜手合作，加速氮化鎵（Gallium Nitride, GaN）制程技術(shù)的開發(fā)，并將分離式與整合式氮化鎵元件導(dǎo)入市場(chǎng)。而透過(guò)此合作，意法半導(dǎo)體將采用臺(tái)積電的氮化鎵制成技術(shù)，來(lái)生產(chǎn)其創(chuàng)新與策略性的氮化鎵產(chǎn)品。

臺(tái)積電指出，氮化鎵是一種寬能隙半導(dǎo)體材料，相較于傳統(tǒng)的矽基半導(dǎo)體，氮化鎵能夠提供顯著的優(yōu)勢(shì)來(lái)支援功率應(yīng)用，這些優(yōu)勢(shì)包括在更高功率獲取更大的節(jié)能效益，以致寄生功耗大幅降低；氮化鎵技術(shù)也容許更多精簡(jiǎn)元件的設(shè)計(jì)以支援更小的尺寸外觀。此外，相較于矽硅元件，氮化鎵元件切換速度增快達(dá)10倍，同時(shí)可以在更高的最高溫度下運(yùn)作，這些強(qiáng)大的材料本質(zhì)特性讓氮化鎵廣泛適用于具備100伏與650伏兩種電壓范疇之持續(xù)成長(zhǎng)的汽車、工業(yè)、電信、以及特定消費(fèi)性電子應(yīng)用產(chǎn)品。

具體而言，相較于硅技術(shù)，功率氮化鎵及氮化鎵集成電路產(chǎn)品，在相同制程上具備更優(yōu)異的效益，能夠協(xié)助意法半導(dǎo)體提供中功率與高功率應(yīng)用所需的解決方案，包括應(yīng)用于油電混合車的轉(zhuǎn)換器與充電器。功率氮化鎵及氮化鎵集成電路技術(shù)將協(xié)助消費(fèi)型與商用型汽車朝向電氣化的大趨勢(shì)加速前進(jìn)。

意法半導(dǎo)體汽車產(chǎn)品和分立器件部總裁Marco Monti表示，做為要求極高的汽車及工業(yè)市場(chǎng)中寬能隙半導(dǎo)體技術(shù)及功率半導(dǎo)體的領(lǐng)導(dǎo)者，意法半導(dǎo)體在氮化鎵制程技術(shù)的加速開發(fā)與交付看到了龐大的商機(jī)，將功率氮化鎵及氮化鎵集成電路產(chǎn)品導(dǎo)入市場(chǎng)。臺(tái)積電是可信賴的專業(yè)積體電路制造服務(wù)伙伴，能夠滿足意法半導(dǎo)體之目標(biāo)客戶對(duì)于充滿挑戰(zhàn)的可靠性及藍(lán)圖演進(jìn)的獨(dú)特要求。此項(xiàng)合作補(bǔ)足了我們?cè)诜▏?guó)圖爾地區(qū)以及與電子暨資訊技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(CEA-Leti)合作所從事的既有功率氮化鎵活動(dòng)。對(duì)于功率、智能功率電子、以及制程技術(shù)而言，氮化鎵代表下一個(gè)重大的創(chuàng)新。

臺(tái)積電業(yè)務(wù)開發(fā)副總經(jīng)理張曉強(qiáng)也指出，臺(tái)積電期待和意法半導(dǎo)體合作把氮化鎵功率電子的應(yīng)用帶進(jìn)工業(yè)與汽車功率轉(zhuǎn)換。而臺(tái)積電領(lǐng)先的氮化鎵制造專業(yè)結(jié)合意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與汽車級(jí)驗(yàn)證能力，將大幅提升節(jié)能效益，支援工業(yè)及汽車功率轉(zhuǎn)換之應(yīng)用，讓它們更環(huán)保，并且協(xié)助加速汽車電氣化。

意法半導(dǎo)體預(yù)計(jì)2020 年稍晚將提供功率氮化鎵分離式元件的首批樣品給其主要客戶，并于之后數(shù)個(gè)月內(nèi)提供氮化鎵集成電路產(chǎn)品。

氮化鎵代工爭(zhēng)奪戰(zhàn)開打

現(xiàn)行的GaN功率元件，以GaN-on-Si(矽基氮化鎵)、GaN-on-SiC(碳化矽基氮化鎵)2種晶圓為主。

臺(tái)廠方面，臺(tái)積電、漢磊投控旗下晶圓代工廠漢磊科已提供6吋GaN-on-Si晶圓代工服務(wù)。

三五族半導(dǎo)體晶圓代工廠穩(wěn)懋則是提供6吋GaN-on-SiC晶圓代工，環(huán)宇- KY也擁有4吋GaN-on-SiC晶圓代工，6吋GaN-on-SiC代工產(chǎn)能已通過(guò)認(rèn)證。

晶圓代工廠世界先進(jìn)也在GaN材料上投資超過(guò)4年時(shí)間，與設(shè)備材料廠Kyma、及轉(zhuǎn)投資GaN矽基板廠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，今年可望有小量樣品送樣，初期主要瞄準(zhǔn)電源領(lǐng)域應(yīng)用。

在大陸方面，也有三安等多家廠商入局這個(gè)市場(chǎng)。