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主 題: 矽基板GaN晶圓量產在即   
作 者: 劍玲瓏
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發表日期: 2018/3/18 上午 01:29:54 IP: X.X.181.88     

晶電矽基板GaN晶圓量產在即
晶電將從LED領域跨界延伸至手機、筆電、家電、電動車等的GaN功率元件


主 題: Re:矽基板GaN晶圓量產在即
作 者: 劍玲瓏 查詢 2448 留言 線圖 報告
發表日期: 2018/3/18 上午 01:30:48  IP: X.X.181.88

(GaN)功率元件至少比MOSFET優異十倍
轉換電子元件新革命 GaN功率技術再進化
國際整流器(IR)的科學家預測既有的技術樣式須要有所變革,因此開發突破性的氮化鎵(GaN)功率元件技術平台,該技術保證其性能指數(FOM)較現今最先進的矽金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)至少優越十倍,能為商業應用的GaN功率元件將帶來嶄新的解決方案,使具備高成本效益的高密度、高效率功率轉換技術出現革命。 GaN功率元件嶄露鋒芒
功率MOSFET還未面世的時候,雙極性電晶體是重要的功率電子產品,而線性供電則支配著電源世界。然而,當30年前商用矽六角形金氧半場效電晶體(HEXFET)(當中包括已經成為IR商標的HEXFET)推出市場,功率電子便掀起新浪潮。功率MOSFET促使市場迅速接受開關模式電源,使其可以變得更細小、更輕巧與更有效率,此後,MOSFET就成為許多應用必然選擇的功率元件。
MOSFET在這幾10年來不斷演變(圖1),由平面HEXFET到TrenchFET和超結FET,矽MOSFET在FOM方面有顯著的改進,使這種元件能夠適用於不同的應用。

圖1 由HEXFET到TrenchFET及SJ FET,矽功率MOSFET已經歷30年的演變,並在電源市場廣泛應用,然矽功率MOSFET現已接近成熟期。
但近來MOSFET開始邁入性能的停滯期,從圖1可見,矽功率電晶體已經接近成熟階段,即使竭盡全力期望矽功率FET再有進步,結果也只會以更多的成本得到更少的回報。
為了要滿足市場對功率MOSFET愈來愈高的需求,產業界已經研發出一款革命性的GaN功率元件技術平台GaNpowIR,其保證FOM能比現在最先進的矽MOSFET優異十倍,並在眾多不同的應用皆有龐大的潛能。與30多年前矽功率MOSFET情況相同,產業界的專有矽基板GaN晶圓製程和元件製造技術預期具備成本效益的高頻率、高密度功率轉換解決方案將會締造新世代。
https://www.csistdup.org.tw/plat_HPDAA_NewsDetail.aspx?nodeid=3184&postid=16228


主 題: Re:矽基板GaN晶圓量產在即
作 者: 劍玲瓏 查詢 2448 留言 線圖 報告
發表日期: 2018/3/18 上午 01:33:58  IP: X.X.181.88

晶電聚焦三五族半導體 看好GaN功率元件市場動能
LEDinside 2016-04-12 15:41 編輯:emmachang
與傳統矽基電源裝置比較,GaN 功率元件最大的優點是可以提升系統之能量轉換效率,減少能量的損失,特別是容易切換到更高的工作頻率,使其成品可以有更小的尺寸、更輕的重量,因此LED磊晶龍頭晶元光電 (Epistar)看好GaN功率元件的潛在市場動能。(圖片來源:晶元光電)
晶電研發GaN功率元件應用於消費性電子市場
以實現三五族半導體無限可能為目標的晶元光電,近年投入GaN功率元件的開發並獲得初步成果。由於GaN材料具有高崩潰電場、高溫環境下操作、高電流密度等特色,因此可以輸出更多電流、承受更高電壓,與傳統矽基電源裝置比較,GaN 功率元件最大的優點是可以提升系統之能量轉換效率,減少能量的損失,特別是容易切換到更高的工作頻率,使其成品可以有更小的尺寸、更輕的重量,因此LED磊晶龍頭晶元光電 (Epistar)看好GaN功率元件的潛在市場動能。

GaN 功率元件的材料特色與應用市場
晶電負責GaN功率元件的研發團隊表示,GaN功率元件的開發已經有相當的成果,目前可以在數百伏的高壓電下運作,同時抗熱能力已經達到攝氏150度,足以讓消費性電子應用終端市場運用。晶電總經理室特助劉家呈表示,消費性電子產品大都使用100V到220V的市電,甚至有些區域是需要使用高達265V的市電,晶電研發的GaN功率元件可以讓終端產品更容易在這樣的市電環境下使用。

晶電研發中心研發二處研發部專案處長李鎮宇博士指出,GaN材料最大的特點是GaN是寬能隙的半導體材料,因此能夠承受較高的崩潰電壓,除此之外,GaN材料對溫度敏感度較低,可在高溫下操作,這兩點都比矽基功率元件有優勢。目前晶電會先嘗試將GaN功率元件使用在較小功率的電源裝置上,因為一來可以了解GaN功率元件在系統上可能面臨的問題,二來可以為GaN功率元件進入更高功率應用做準備,晶電認為GaN材料最終還是會往更高功率的裝置上應用。
更低的系統成本與更有彈性的使用方式
晶電目前正與台灣的大學進行合作開發,在較小瓦數的電源供應器上面進行驗證。晶電總經理室特助劉家呈表示,晶電希望在生產電源供應器的製程中,以新型的GaN功率元件取代矽基功率元件。不過在製造GaN功率元件時,最大的瓶頸就是GaN材料沒有適合的單晶基板,因此需要仰賴異質磊晶技術在矽基板上成長,再加上GaN與矽存在很大的材料差異,這樣的難度替這個技術設定了較高的進入門檻。
儘管如此,晶電的研發團隊認為,生產單一GaN功率元件的成本雖然比較高,但就系統面來看,整體電源裝置的成本應該會顯著的降低。例如GaN功率元件可以增加工作頻率,從原本的62.5 KHZ提高到100 KHZ,甚至高達1MHz,因為GaN具有高頻操作的特性,整合式的Driver可將其他被動元件如線圈、電容做小。所以雖然在單顆功率元件上比較貴,但因為省去其他電容、電感等元件的體積,總成本有下降的空間。


主 題: Re:矽基板GaN晶圓量產在即
作 者: 劍玲瓏 查詢 2448 留言 線圖 報告
發表日期: 2018/3/18 上午 01:35:19  IP: X.X.181.88

前瞻性技術:加速GaN技術應用
【作者: Steve Tom】 2017年04月26日 星期三

相較於過去所使用的矽電晶體,氮化鎵(GaN)能夠讓新的電源應用在同等電壓條件下,以更高的切換頻率運作。這代表在相同條件下,GaN能夠較以矽為基礎的解決方案實現更高的效率。
電源供應設計
德州儀器(TI)的LMG5200全整合式原型,讓工程師能夠輕鬆地將GaN技術設計至電源解決方案中,進而超越傳統上功率密度限制。基於數十年的電源測試專業經驗,TI針對GaN進行了數百萬小時的加速測試,並建立了能夠實現基於GaN電源設計的生態系統。
GaN將在功率密集的應用中大展身手,它能夠在保持或提升效率的同時,使電源裝置變得更小巧。目前,GaN被應用於電子電源供應設計,將電力在交流和直流的形式間進行轉換、改變電壓電平並執行多種功能,以確保乾淨電力的可用性。對某些特定的產品來說,效能為最重要的考量,然而還需視不同的應用而定。
此技術能夠影響需連接至牆上電源插座的各種裝置,包含個人電腦變壓器、音效/影片接收器和數位電視。壁式轉接器佔用了很多空間且不甚美觀,因發熱所浪費的電量也不可小覷。GaN可在很大程度上解決這些問題,並節省電費。
在音效應用中,音效效能會被無意間傳入音效訊號的電氣雜訊所干擾。因為GaN擁有較低的電容,能夠最大程度地減小二次側振鈴並將轉換次數進行最佳化以降低失真,因而將雜訊降至最低。
在資料中心和伺服器中,GaN減少了為雲端供電時所造成的電源損耗。此外,GaN能夠縮小電源解決方案尺寸的特性將進而騰出空間給更多的處理器、記憶體或儲存使用。
電壓轉換
對於專注於電信網路開關裝置的電源的客戶而言,同樣的顧慮亦存在。目前業界的發展趨勢是研發全新且擁有更高電壓的架構以降低配電的損耗,並利用GaN輕易地轉換至更低的電壓;此一方式補足了先前使用類似的矽材料解決方案中效率不高的缺點。例如,在基地台中,工程師可以透過保持標準48伏特的電壓,並將該電壓直接轉換成數位電路所需的電壓電平來降低功率損耗。而目前常見的架構則會先將電源電壓從48伏特降到12伏特,並再進一步將電壓降至數位電路所需的電壓電平。工程師將能夠因此而使用更少的轉換器,進而減少功率損耗。
在未來的幾年裡,GaN將能夠在提供更大輸出功率的同時減小變壓器尺寸。這帶來的好處是便於攜帶且同時支援更高容量電池的壁式充電器的問世,其擁有更長的運作時間,以及更大/效果更佳的顯示器。
客戶將能夠在各種車用、工業和無線充電產品領域應用TI的技術,並享受更佳的效能。TI亦與軍事和航太業客戶進行接洽,討論大溫度範圍和輻射方面的應用。TI亦能夠開發新型轉換器、馬達驅動和系統。
特色
LMG5200原型機是由高頻驅動器和兩個半橋配置的GaN場效應電晶體所組成,其採用易於使用的四方扁平無引線(QFN)封裝,夠能幫助電源設計人員迅速發揮這種材料的真正優勢。
GaN這款產品設計易於使用,TI藉由將GaN FET與高效能驅動器封裝在一起,成功的在一個模組中提供高效能。TI也力求將GaN裝置變得更加智慧以降低解決方案的複雜性,好讓客戶能夠專注於將自身價值最大化的領域。LMG5200讓客戶能夠輕鬆地將GaN以及其所具有的優勢融入至電源解決方案中。
此技術的發展永無止境,並將能夠幫助客戶找到創新的方式提升效率,同時讓我們換個方式思考問題。TI擁有對系統零組件組合與產業專業知識。同時更透過合適的封裝、效能和經認證的可靠性,促進GaN技術的推廣應用,進而為其提供廣闊的市場發展空間。


主 題: Re:矽基板GaN晶圓量產在即
作 者: 劍玲瓏 查詢 2448 留言 線圖 報告
發表日期: 2018/3/18 上午 01:39:11  IP: X.X.181.88

晶電積極研發GaN-on-GaN技術,以取代MOSFET、IGBT等矽功率元件
晶元光電研發中心前瞻技術群研發一處專案處長李鎮宇表示,氮化鎵具有高溫、高壓、高頻、高功率操作等特性,除可作為LED光發材料外,還有很多新的出路,如用於微波射頻或電力電子領域,因此成長潛力備受看好


主 題: Re:矽基板GaN晶圓量產在即
作 者: 劍玲瓏 查詢 2448 留言 線圖 報告
發表日期: 2018/3/18 上午 01:43:53  IP: X.X.181.88

對於外資的回心轉意,張世賢表示,主要是晶電從去年第1季就開始賺錢,2017年的本業出現轉機,不像2015年和2016年虧那麼多,而外資也相信晶電在MOCVD的核心技術能力,可以發展非LED的產品,而即使在LED的部份,也有Mini LED和Micro LED,去年的股價比淨值低,對長線的外資是很好的投資時點。
張世賢表示,今年晶電的重點是要發展差異化,MOCVD核心技術可以應用在非LED,今年是元年,產品除了大家熟悉的VCSEL外,就是把氮化鎵 (GaN)長晶在矽基板上,用在電源供應器。
張世賢表示,用氮化鎵材料替代,會讓元件更少,可以省電,讓筆電的消費者告別過去特別大的電源供應器。
晶電已在去年送給模組廠測試,晶電的磊晶效率非常好,因此目前正緊鑼密鼓的準備6吋產線,預計6月底以前會弄好。
此外需要6吋廠的還有VCSEL,這被晶電視為是很重要的業績目標,初期晶電有5至10台的產線,從磊晶到晶粒製程都有,張世賢表示,要達到客戶的規格才能預估今年有多少營業額。


主 題: Re:矽基板GaN晶圓量產在即
作 者: 劍玲瓏 查詢 2448 留言 線圖 報告
發表日期: 2018/3/18 上午 02:17:13  IP: X.X.181.88

專家直言,電力電子產業即將迎來技術的大革命
工廠/建築自動化、馬達驅動和控制,以及智慧電網應用


主 題: Re:矽基板GaN晶圓量產在即
作 者: 劍玲瓏 查詢 2448 留言 線圖 報告
發表日期: 2018/4/30 下午 08:10:35  IP: X.X.159.40

晶電 拚利基產品
工商時報 2018/04/26 | 科技脈動
李淑惠/台北報導
 晶電(2448)積極脫離藍光LED價格災區,獲利主力四元LED首度提升至40%以外,斥資數十億元的6吋新廠將在年中試產,下半年正式進入量產階段,主力產品鎖定VCSEL以及氮化鎵功率元件,可望稀釋傳統藍光LED比重。
 晶電昨(25)日參加照明展,首度展出氮化鎵製程的功率元件,晶電將在8月的Touch Taiwan展出全系列的Mini LED、Micro LED產品,相關產品已經有非常明確的Road Map,尤其是Mini LED除了在手機、小間距顯示屏等極大、極小的尺寸之外,中尺寸如平板、NB以及監視器等暗潮洶湧,品牌大廠蘋果、三星等均已經步入設計階段,期待以Mini LED取代OLED。
 晶電的手機Mini LED預計第3季開始出貨,中尺寸的部分計畫自第4季開始出貨。
 今年中國大陸藍光LED晶片產能持續開出,根據估計,產能開出幅度將達1倍,藍光LED價格因此承壓,不過晶電指出,目前價格下跌幅度還好,晶電積極挑單生產,虧錢的也沒必要做,然而新產能開出影響價格的預期心理,導致客戶下單縮手,觀望氣氛濃厚。
 晶電坦言,台灣廠商對傳統藍光LED價格抵抗能力還是不好,只能積極擴充其他產品線,晶電過去幾年「做了很多事」,四元LED提升至營收比重40%,是主要獲利來源,加入UV LED、長波段產品,紅光LED方面則有VCSEL。
 此外,晶電斥資數十億元的6吋新廠將在下半年導入量產,月產能規畫達5,000∼6,000片,除了原先規畫的VCSEL產品之外,也會導入氮化鎵功率元件,利用MOCVD生產氮化鎵功率元件,比起台積電、世界先進等晶圓廠轉換效率更高,更適用於高頻環境,因此未來的5G可望導入其應用,目前連Cree也投入生產。
 晶電過去四元LED為主要獲利來源,營收比重約長期維持在30%左右,現已提升到40%,傳統藍光LED除了挑單生產之外,也會朝Mini LED、Micro LED等產品轉型,與陸資廠做出市場區隔。


主 題: Re:矽基板GaN晶圓量產在即
作 者: 控制 查詢 2448 留言 線圖 報告
發表日期: 2018/5/11 上午 08:37:51  IP: X.X.171.163

這檔未來有很多利多
投資人不應只看眼前股價低迷
反倒應當作機會


 
 理財討論區大勢區2448
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