有「第四代半導體」美譽之稱的「氧化鎵(Ga2O3)」,在2022年中季由美國商務部管制先進半導體技術出口,而逐漸浮出檯面,目前台廠中,閎康、力積電是兩大第四代半導體領先巨頭,其中力基電更鎖定元宇宙的應用未來性發展,同時已完成產品開發階段,今天就讓SEMI台灣半導體來為你講解第四代半導體。
第四代半導體是什麼?
第四代半導體就是所謂的「寬能隙半導體」技術,有「氧化鎵(Ga2O3)」以及「碳化矽」,對於高頻率、大電流的領域上非常有優勢,第四代半導體材料能夠承受更加高電壓的臨界電場與崩潰電壓,能夠應用領域包括交通運輸、再生能源、能源車、5G通訊,同時「氧化鎵(Ga2O3)」是「超寬能隙半導體」,具有超高電壓使用耐性的優勢,能夠應用於更大電網供應系統與電能充電系統,甚至能夠幫助提升軍事潛力。
第四代半導體
新一代的超寬能隙材料「氧化鎵(Ga2O3)」被視作第四代半導體,同時氧化鎵的基版製作,比起第三代半導體氮化鎵(GaN)以及碳化矽(SiC)更加容易,且超寬能隙可以使得材料承受更強的高電壓環境、臨界電場與崩潰電壓,對於超高功率元件的應用極具潛力。
氧化鎵(Ga2O3)優點?
能夠作為新的半導體科技取向,氧化鎵(Ga2O3)可以說是非常具有潛力的,以下是第四代半導體技術的優點:
基板製作更容易
在製程上氧化鎵(Ga2O3)比起第三代半導體的「碳化矽(SiC)」更加容易。
電力耗損低
同時電力的耗損僅僅是碳化矽的10分之1,以相同的電池容量來說,假如電動運輸工具的馬達驅動電源使用氧化鎵為基底的供電半導體,能夠行駛更長的距離!
成本低
且氧化鎵(Ga2O3)的製程上比起碳化矽(SiC)成本來的更低。
第四代半導體—最大玩家「日本」
目前領先全球的「氧化鎵(Ga2O3)」第四代半導體主要為日本,Novel Crystal以及FLOSFIA這兩大新創公司,這兩著都具有提供4吋氧化鎵(Ga2O3)晶圓的能力。
Novel Crystal投資者為田村製作所;同時FLOSFIA的投資者包含三菱重工、安川電機、DENSO等。
台廠超前佈局
在目前的台灣半導體產業中,「力基電」與「閎康」獨佔了第四代半導體的超前佈局。
閎康
透過科技部的協助攜手中山、中興、中央、清大、台大、成大、陽明交大、台師大8所國立大學以產學合作的方式加速第四代半導體的研發進度,同時這也是台灣第一家半導體研發實驗室願意提撥高額的經費研發,以求學術單位與企業共創的雙贏局面!
力基電
力基電協手日本的合作夥伴戰略布局元宇宙(metaverse)的VR、AR相關市場,同時主攻第四代半導體氧化物材料「氧化銦鎵鋅(IGZO)」,同時力基電具備生產解析度超過5000PPI的元宇宙顯示晶片驅動器,力基電可說是第一個產出元宇宙用特殊晶片的公司。
第四代半導體概念股
力基電以該公司自家12吋晶圓製造為基礎,進軍氧化物半導體領域,開發的元宇宙顯示晶片驅動可以應用在VR/AR等相關產品,同時解析度甚至能夠超過至5000ppi,大幅超前現今最高的2000ppi,同時還具備低雜訊、低功耗等特性的小尺寸OLED顯示器,期望在未來開發元宇宙相關的3D晶片、電源管理晶片與記憶體都能大幅進化!
閎康主要透過台灣產學合作的方式來加速研發第四代半導體的進程,同時閎康能夠提供第四代半導體材料所需的異物量測、晶相鑑定、成分鑑定、摻雜濃度量測與完善表面形貌與平整度,期望第四代半導體能夠超前扎根共創產學未來性。
隨著第三代半導體SiC與GaN應用技術逐漸實裝,第四代半導體,超寬能隙氧化鎵(Ga2O3)和鑽石心新一代材料漸漸成為眾目焦點。