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憑借成熟制程及成本較低的優(yōu)勢，第一代硅質(zhì)半導(dǎo)體芯片已成為人們生活中不可或缺的重要器件。然而，硅質(zhì)半導(dǎo)體受制于無法在高溫、高頻以及高電壓等環(huán)境中使用的材料限制，讓化合物半導(dǎo)體逐漸嶄露頭角。
襯底與外延質(zhì)量成決定化合物半導(dǎo)體器件特性關(guān)鍵
化合物半導(dǎo)體主要指砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC) 等第二、第三代半導(dǎo)體，相比第一代單質(zhì)半導(dǎo)體，在高頻性能、高溫性能方面較優(yōu)。
全球知名研究咨詢公司集邦咨詢旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院指出，現(xiàn)行化合物半導(dǎo)體的供應(yīng)鏈關(guān)系，主要透過襯底廠商提供適當(dāng)?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%B6%E5%9C%86/">晶圓，并由外延廠進(jìn)行所需之反應(yīng)層材料成長，隨后再透過 IDM 廠或各自獨(dú)立的代工廠進(jìn)行加工，最終再由終端產(chǎn)品商加工統(tǒng)整后販賣至消費(fèi)者手中。
考慮到化合物半導(dǎo)體襯底在生長過程中產(chǎn)生部分缺陷，所以制作器件前需透過如 MOCVD、MBE 等外延程序，再次成長所需的反應(yīng)層，借此降低并滿足器件性能表現(xiàn)；在襯底方面，目前化合物半導(dǎo)體主要以 6 吋襯底為主，并試圖滿足 GaAs、 SiC、GaN on Si / SiC 等各類器件生產(chǎn)之需求。
由于化合物半導(dǎo)體屬二元以上結(jié)構(gòu)，在襯底及外延的制備上，相較于傳統(tǒng)硅材料困難，因此，如何有效控制襯底與外延質(zhì)量，是決定化合物半導(dǎo)體器件的特性關(guān)鍵。
新冠疫情席卷全球，化合物半導(dǎo)體應(yīng)用受波擊
化合物半導(dǎo)體并不是近年的產(chǎn)物，不過，直到近期化合物半導(dǎo)體才真正開始普及和興起，尤其近年中國開始大規(guī)模投資，亦使得產(chǎn)業(yè)漸趨繁榮。然而，受到中美貿(mào)易摩擦及突如其來的新冠肺炎疫情影響，化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用也受到波及。
拓墣產(chǎn)業(yè)研究院指出，基于砷化鎵或氮化鎵的射頻器件受到不小震蕩。其中，砷化鎵技術(shù)相較成熟，但由于市場仍以手機(jī)射頻為主，以致受到影響較大，預(yù)估 2020 年?duì)I收將小幅下跌。而氮化鎵器件仍處于開發(fā)階段，目前主要應(yīng)用于基站射頻技術(shù)，預(yù)計(jì) 2020 年?duì)I收則呈現(xiàn)小幅增長。
功率器件方面，雖然受大環(huán)境影響，但其已是化合物半導(dǎo)體的發(fā)展重點(diǎn)，成長動(dòng)能依舊顯著。碳化硅材料因襯底生產(chǎn)難度大，功率器件成長幅度受限，后續(xù)有待襯底技術(shù)持續(xù)精進(jìn)；氮化鎵功率器件技術(shù)發(fā)展則相對(duì)成熟，雖大環(huán)境不佳導(dǎo)致成長放緩，但向上幅度仍明顯。
中國廠商與國際大廠技術(shù)差距將逐漸縮小
雖然受到中美貿(mào)易摩擦和疫情影響拖累全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但化合物半導(dǎo)體憑借自身材料特性和新興應(yīng)用需求，各家 IDM 廠相繼推出相關(guān)措施應(yīng)對(duì)?？莆郑≦orvo）、意法半導(dǎo)體、安森美以及中國三安光電和英諾賽科等廠商都紛紛通過新品、并購或新建生產(chǎn)線等方式積極參與市場競爭，以擴(kuò)大影響力。
拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析，目前來看，在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域，中國廠商雖然和國際廠商相比仍有技術(shù)差距，但隨著中國國家大基金的支持以及廠商的不斷布局，技術(shù)差距將不斷縮小。當(dāng)前唯有真實(shí)掌握市場需求，廠商才有機(jī)會(huì)在競爭中當(dāng)中成長及獲利。
