5G物聯網時代來臨,跨時代被動元件需求高漲!

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5G物聯網時代來臨,跨時代被動元件需求高漲!

近年伴隨著疫情關係影響與產業發展需求,新產品越來約需要更精密,精進且更人性化,因此半導體材料持續精進,其中第三代半導體材料具備尺寸小、耐高溫、耐高壓等特性,另也將開啟電動車、3C 產品、工業生產更廣泛的應用。

跨時代的被動元件材料

第三代半導體材料氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC),因擁有小尺寸、耐高溫、耐高壓等特性,將帶動電源、工業、電動車等應用邁向下一個新時代,被動元件業者普遍看好,中高壓、高容值被動元件需求可望跟進成長趨勢,需求同步放大。

第三代半導體適用於更嚴苛的作業環境,應用範圍廣

被動元件業者分析,第三代半導體材料發展勢必同步帶動大功率被動元件需求,以氮化鎵為例,由於氮化鎵 Mosfet 具有小巧、高效、發熱低等特點,電源內部設計空間因此增加,原本尺寸小的電解電容及 Disc 安規電容,皆將轉換為大尺寸 MLCC。

氮化鎵應用包括 5G 基地台與手機、三大領域,碳化矽相較氮化鎵,更耐高溫、耐高壓,較適合應用於嚴苛的環境,應用包括不斷電系統、智慧電網、電源供應器等高功率應用領域。

第三代半導體應用高頻通訊如 5G、衛星通訊

第 1,是將氮化鎵材料用來製作 5G、高頻通訊的材料(簡稱 RF GaN)。過去 20 年,許多人想用成熟的矽製程,做出可以用在 5G 高頻通訊上的零組件3002
結果生產出來的矽晶片非常燙,根本無法使用業界人士觀察,通訊會愈來愈往高頻發展,需要更耐高溫的材料,相信未來高頻通訊晶片都是化合物半導體的天下


第三代半導體應用 2》低電壓的電源供應器


第 2 ,是用氮化鎵製造電源轉換器(簡稱 Power GaN),這是目前最熱門的領域。過去生產相關產品,最難的部分是取得碳化矽的基板
但近幾年,市場開始出現將氮化鎵堆疊在矽基板上的技術(GaN on Si)。這種技術大幅降低化合物半導體成本,用在生產處理數百伏特的電壓轉換,可以做到又小又省電。目前市面上已經可以看到,原本便當大小的筆電變壓器,已經能做到只有餅乾大小,許多大廠目前更積極要把這種技術內建在高階手機和筆電裡。


第三代半導體應用 3》高電壓的汽車電源供應器


第 3,則是碳化矽供電晶片(SiC)。碳化矽材料的特殊之處在於,如果要轉換接近 1,000 伏特以上的高電壓,就只有碳化矽能達到要求;換句話說,如果要用在高鐵,轉換風力發電,或是推動大型的電動船、電動車,碳化矽都能更有效率。
第三代半導體是未來各國搶占電動車、新能源,甚至國防、太空優勢,不能忽視的關鍵技術,誰在這個領域領先,誰就能在這個領域勝出。


大環境對第三代半導體的需求高漲!


據資料顯示,氮化鎵市場規模從今年到 2022 年,年複合成長率(CAGR)高達 60%;碳化矽到 2022 年的年複合成長率也高達 40%,也可望帶動大尺寸、高功率的被動元件需求隨之增加。

此外,目前不論蘋果或是中系手機業者,都朝快充領域發展。預計到 2022 年,快充可望普及化,對中壓高容的 MLCC 需求大幅提升;另外,電動車充電則是特高壓應用,兩者都是未來趨勢,國內被動元件廠也積極展開佈局。

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