泛富士康集团里第三类半导体碳化矽(SiC)布局雏型完备,包括上游长晶的盛新,规划投入切磨抛的国硕集团,富士康本身买下旺宏六厂投入SiC晶圆厂。当然,富士康本身在消费、工业、车用及低轨卫星等均有深度着墨。
若以纯电动车(BEV)龙头Tesla应用在马达驱动逆变器的SiC金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)的生产成本结构来看,长晶占6寸SiC晶圆的成本达35%,为最高环节。
由于SiC长晶速度慢、良率低,在晶圆尺寸扩大上挑战重重,也成了SiC基板成本居高不下的主因。或许基于SiC量产规模化难突破,电动车销售逐年要扩大50%的Tesla首当其冲,进而宣布将大砍SiC用量达75%。
泛富士康中掌旗SiC长晶的盛新,前两大股东为广运旗下太极、富士康。身兼广运、太极、盛新掌舵者的谢明凯,率先展示台湾首个8寸SiC晶球(SiC Boule)切出的基板,而且他预估,盛新的长晶量产技术与唯一步入8寸量产SiC龙头WolfSpeed只有1年之遥。
以下为DIGITIMES与盛新董事长谢明凯的访谈纪要。
问:8寸SiC是曲高和寡的议题吗?虽然它是未来,但当下全球能把6寸长晶掌控得好的业者有限,亚洲至今仍买不到欧、美SiC的6寸基板,谈8寸似乎太早,您同意吗?
答:盛新创立至今才3年,因为有中科院SiC长晶人才进驻,所以,成立不久就成功长出4寸SiC,但客户在验证后,却直接表明想下单主流的6寸,主要就是6寸可创造比4寸更高的性价比,所以,盛新火速朝6寸运作,目前6寸导电型(N型)已逐步放量。
我个人认为,8寸SiC有极大的潜力,除了是发展未来,更是个决定胜败的转折点。
其一是在相同良率下,8寸基板面积比6寸大,可切出的晶粒(Die)数较多,就是产能的增加,其二是下游SiC元件厂的技术持续精进,对晶粒使用尺寸有愈发缩小趋势,最后是切割密度拉升。
三点均代表8寸量产的可行性、创造获利空间,较6寸大幅拉升,这是全球积极朝8寸迈进的主动力。
或许外界认为8寸仍处曲高和寡的阶段,但是,客户端一听说盛新首个8寸SiC成功长出,立马洽谈认证事宜。
试想,目前SiC整个产业链发展瓶颈仍在长晶端,如果有人跳跃式成功突破,其合作夥伴、下游客户等都会因此跟着水涨船高,使长期竞争内力大增,光成本竞争力及货源取得稳定性,就赢在起跑点。
问:有人认为SiC创造聚落效应才是竞争力的王道,以欧、美为代表,相较下台湾起步晚,盛新SiC基板不担心出海口问题吗?
答:确实,过往曾盘算过如何因应这个问题。不过,在全球SiC基板供给持续吃紧的情况下,实际发展与想像相差甚远。
盛新创立3年,也陷入COVID-19(新冠肺炎)带来各种冲击,连亲自出国开发客户都受限,所以,就在韩、日、国内大陆找了5家代理商先试水温,想不到市场反应出奇地热络。
我个人归纳3个动力,首先,SiC供不应求打破各种藩篱,对有实力的新进者来说是绝佳机会。再者,地缘政治促使SiC成战略物资,台湾半导体产业受到高度重视,让盛新雨露均沾。最后,SiC关系诸多新兴产业未来发展,5G、人工智能物联网(AIoT)、新能源、未来车等。
因为SiC供给短缺,所以「拥料为王」成为当下运作模式,只要做得出,就有业者急着想验证。因此,各国代理商出乎意料的成绩,即可反映各市场需求迫切,即使笼罩新冠肺炎带来诸多限制。
在地缘政治下,众所周知,SiC已被视为战略物资。而中、美以外的业者其实更担心无形中被排挤、冷落,因而积极找寻非中、非美供应商,更希望找到新夥伴,共同投入在地经营。
最后,包括再生能源所需的逆变器及电动车功率元件发展,正从矽基(Si)为主的绝缘栅双极晶体管(IGBT)转成SiC MOSFET,因SiC更可适应高电流、高电压及高温的工作环境。这些领域的业者,积极找寻稳健的SiC基板来源。
谢明凯认为8寸SiC有极大潜力。符世旻摄
问:盛新的SiC客户目前主要来自何应用领域?Tesla计划砍75% SiC用量,有寒蝉效应吗?盛新客户未动摇?
答:其实SiC基板是源头材料,最关键的就是得达到客户端的验证及要求。但,很难判定客户加工后,将产品分派到车用、太阳能或工业的哪个领域。
不过,因正值全球SiC基板短缺,所以,盛新得以快速与大型SiC专业晶圆厂、IDM厂接轨,这些业者本身涉及上述各主要应用领域、了解各领域的不同需求。所以,透过专业筛选、分派,他们对单一SiC基板的可应用率,远高于专注在单一领域的客户。这也呼应前述的全球SiC客户拉货动力,让盛新取得意料外的收获。
虽然Tesla计划未来旗下电动车将大砍SiC用量达75%,不过,宣布至今,盛新仍未感受到任一客户因而出现犹豫,当下供不应求仍持续。
广运CEO,暨太极、盛新董事长谢明凯。符世旻摄
问:若以在地自制来看,盛新跨国运作的机率高,有其他潜在合作夥伴吗?会不会进而排挤到泛富士康成员的取料?盛新的8寸也全面启动台湾SiC升级?
答:盛新向来以开放的心态谈各类可能合作,认为当下环境就需要找志同道合的夥伴共同打拼,而不是孤芳自赏或闭门造车,所以,不会排除各种潜在合作的机会。当然各方合作都会依序、依承诺的内容完成,不会盲目撒网找夥伴。
坦白讲,这也是盛新成为泛富士康成员的原因之一。而富士康布局跨及各应用领域,或许未来各类合作,有更多叠加优势。
盛新在8寸SiC长晶跨出成功第一步。我认为仍有很多待办事项得加速完成,包括6、8寸SiC长晶得步入量产,再谈其他可能的合作。还有,缺陷(Defect)值要达到每个客户的标准,特别是量产良率水平要稳定在期待值内。
目前SiC产业最大的瓶颈确实在长晶端,盛新创造台湾首个8寸SiC长晶问世,是好的开始,至少为台湾在国际8寸SiC长晶插旗。不过,目前台湾没有8寸的切、磨、抛光制造,更别说晶圆制造,离产业链全面启动有相当遥远的距离。盛新的8寸晶球也是透过境外业者切、磨而成。
问:谈到SiC长晶量产,其实国内SiC产业为落实弯道超车,从4寸开始就大规模建置产能试产,一路到当下的6、8寸,还有政府约10年补助加速其发展,自我出海口规模也大。你怎麽看年轻的盛新与他们的距离?
答:确实,国内在SiC长晶展现弯道超车欧、美的强大企图心,不但投入者众,而且每家的产能规模都相当可观,且不少代表厂投入的历史也长。但外界很难判断各家国内SiC厂的实际状况,所以无从比较起。
不过,从历史、各产业发展来看,晚进者不代表必然落后。尤其盛新拥有经验丰富的技术人才,一步步落实规划,我倒觉得盛新颇具「后发先至」之势。
若依龙头厂Wolfspeed计划2025年大规模量产8寸来看,盛新与其技术距离只有1年之遥。
因为盛新年轻,所以外界观望度相对高,公布首个8寸SiC长晶,也是为了打破外界惯有的迷思。
盛新在8寸SiC长晶跨出成功第一步。符世旻摄
问:若依工研院产科国际所的建议,SiC长晶技术突破关键在于自主设备的改良与精进。盛新在自制SiC长晶炉的进展为何?
答:盛新的SiC长晶炉由母集团广运操刀,2023年规划有65台SiC长晶炉,包括早期美国的5台、后来日本的10台,其余已皆由广运制造。
盛新长出SiC 8寸晶球,就是由广运制造的长晶炉产出,其炉子设计倾向于4~8寸共享的。
问:在半导体、太阳能长晶炉上似未见广运参与;而目前全球热门的SiC炉仍供不应求,广运何以可以如此快速制出SiC长晶炉?
答:其实造长晶炉不难,但要造出确实可以长出SiC的炉子不易,关键在于热场设计、生产经验累积及参数。如上述,盛新的SiC长晶人才,本身具长期经验,拥有自己的know-how。
而广运与盛新共同合作,同个集团、共同目标,没有被偷技术、藏一手或担心参数口令流出等各类顾虑,因而得以快速展现成效。
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