【下一隻台積電？】第三代半導體乜都得 5G發射站、衞星、電動車快充都要用

By Blizzard on 03 May 2021

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半導體材料備受觸目發展潛力極高，當中第一代的半導體材料由於最為成熟，成本相對便宜。其中包括鍺以及矽。其中比較常見的有各大矽晶片處理器，能應用在不同微電子產業。而第三代半導體則以碳化矽（SiC）以及氮化鎵（GaN）為代表，兩者主要應用在5G 基地台、快充以及電動車充電等相關產品領域。認識新一代半導體，捕捉相關具潛力的公司。更可能有助找到下一隻十倍股。以下將會介紹相關第三代半導體科技應用，以及一些與第三代半導體發展相關的公司，望為觀眾帶來啟示。

引用英國布里斯托大學物理學家Martin kuball的研究表示，第三代半導體在能量損失較少，傳導電流的能力更佳，尤其使用氮化鎵的物料代替矽等傳統物料，現時已經能減少耗電達20%。第三代半導體無論在耐高溫及耐高壓上，比起以往半導體物料在尺寸及功效上都更優越。尤其在散熱性能上，更適合在現時5G的高頻通訊以及電動車充電產品。當中以Tesla（TSLA.US）的model 3 車中的逆變器就經已使用碳化矽的相關技術。尤其是原有矽晶片必須遠離引擎，減少晶片過熱問題。但氮化鎵（GaN）在高溫耐受上表現出眾，氮化鎵（GaN）取代上一代電子原件，將能夠隨意放在汽車引擎中。相關技術將會直接顛覆未來的汽車設計。

5G通訊帶動半導體氮化鎵（GaN）在高速成長

除了大熱電動車領域，推動相關物料高速成長。另外，5G通訊要求晶片具有良好散熱效能。亦因此亦帶動氮化鎵（GaN）在射頻元件（RF）領域的高速成長。一個法國市場研究公司 Yole Développement 報告中預計氮化鎵在射頻元件（RF）滲透率年成長率能高達七成。當中以蘋果公司(NASDAQ：AAPl）的iPhone 作例，據市場調查機構 TechInsights 分析，氮化鎵（GaN）射頻元件占蘋果旗艦手機成本漲幅超過三成，上代iPhone 11 Pro 的射頻元件價值33 美元，成長到 iPhone 12 Pro 的近44美元。現時在消費電子產品中氮化鎵在射頻元件上經已占一席位，根據半導體行業研究調查，表示在新式氮化鎵的通訊半導體在毛利率上能高達40%。

碳化硅（SiC）以及氮化鎵（GaN）應用大不相同

在介紹相關公司之前，應了解第三代半導體中碳化矽（SiC）以及氮化鎵（GaN）在應用上有何不同。現時很多半導體公司發展氮化鎵（GaN）其電壓主要在電壓耐受的不同。雖然兩者同樣有耐高溫耐高壓，在功率上更勝從前。但基於材料特性的不同，兩者應用亦大不相同，在耐受電壓上高於600-650電壓一般會採用碳化矽（SiC）。例如在上述提及特斯拉汽車 (NASDAQ：TSLA）的電動車及5G發射站等。而較低的耐受電壓則多選用氮化鎵（GaN）的技術，例如手提電腦充電器及5G通訊晶片等。然而，依目前技術來說，碳化矽（SiC）的成本較高，因為物料需要更複雜的晶片製程，量化程度亦相對更困難。

克里科技投資存風險但有機會跑出

美國克里科技(NASDAQ:CREE) 有機會因第三代半導體物料而跑出，原因在於這間公司在新一代碳化硅（SiC）材料中佔據高達60%的市場份額。而这些材料对電動汽車的未来十分重要。而克里科技更計劃到2024年將碳化硅（SiC）產能提高30倍，並為其氮化鎵（GaN）業務再投資10億美元（近78億港元）。另外，拜登上任後大刀闊斧振興美國半導體的製造能力，更召開會議討論半導體晶片短缺問題。拜登及後有可能為美國半導體公司提供優待政策，使到克里科技等美國半導體公司受益。但值得憂慮的是，根據美國股票投資網站Simply Wall St當中有綜合分析認為，克里科技預計最快大約3年後才達收支平衡。而為了在2024年收支平衡，公司更需要每年增長近80％，才會在3年後產生1.27億美元的利潤。而如果業務以較慢的速度增長，更可能會比預期晚產生盈利。而且公司具相對較高的債務水平達到43%，在投資上存有一定風險。

韓國SK集團積極收購搶碳化硅全球市占

韓國的產業通商資源部(MOTIE)在今年二月宣布計劃增加對碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）業務的投資支持。希望從2021年起搶占全球碳化硅和氮化鎵市場。而SK集團（KRX:034730)作為韓國第三大跨國企業。這個集團最近亦加強對新一代半導體的投資。2021年1月，SK集團向韓國唯一碳化硅製造商Yes Power Technix投資268億南韓圜（近1.85億港元）以收購其33.6％股權。Yes Power Technix成立於2017年，主力於碳化硅的相關研究和生產，其中有關於100mm和150mm生產線的碳化硅晶圓生產能力每年達到近14,000張，而未來韓國半導體市場將看到加速增長的趨勢。此外，在上一年，SK 集團旗下的子公司SK Siltron亦以作價4.5億美元（近35億港元）收購美國化工公司杜邦(NASDAQ:DD)的碳化硅晶圓部門。全球碳化硅晶片現時主要由克里科技(NASDAQ:CREE) 、英飛凌(FWB:IFX) 、意法半導體(NYSE:STM)和羅姆電子Rohm(TYO:6963)等主要公司生產。韓國SK集團在近年積極佈局，亦有機會為第三代半導體帶來變天，跟上其他半導體廠商的腳步，成為韓國第三代半導體的領班人。