台积电为何会破天荒的将制程外包给一家 LED 厂?原来背后原因是明年将掀起的“氮化镓快充”热潮。

 

现在正热卖中的 iPhone 12,果粉打开包装盒会发现,不但没有耳机,连昵称为“豆腐头”的 USB 充电器也一并消失了。

 

苹果宣称是因为环保因素,对手三星一度在官方脸书嘲笑此说法。但不久前,一份外泄的三星资料透露,三星也将跟进,预计明年 1 月上市的最新款 Galaxy 手机也不附充电器。

 

也就是说,光是明年,可能将有至少上亿颗免费充电器从全球市场消失。因此掀起的蝴蝶效应是,由昂贵且稀有的半导体材料制成的充电器将会加速普及。

 

“苹果带头,三星跟进,它们不送,大家只好到店内买,就会买比较贵的,可以快充(的充电器),而且体积更小,放包包刚好,”一名美系券商分析师说。

 

耗损低、体积小的氮化镓充电器,将加速普及

 

 

果粉走进手机配件店,会发现,标榜只要不到苹果原厂充电器一半时间,就能充好电的“氮化镓快充”充电器,能见度正逐渐提高。例如,美国 AUKEY 、中国小米等品牌产品。

 

富拉凯资本首席经济学家张明杰统计,包括充电器大品牌 ANKER 在内,竟有共 30 间厂商推出超过 66 款氮化镓充电器。

 

“明年快充器可能会冲到单月几千万颗的量体,量很大,所以全世界一堆人跳进去,”一名半导体界高层解释。

 

它们多半搭配美国新创公司纳微(Navitas)出品的氮化镓电源晶片,背后正是由台积电代工。

 

“氮化稼”属于当前引起热议的第三代半导体材料,特色就在能源转换效率高、耗损低、体积小。

 

事实上今年台积电股东会上,当法人问及市场火热的“氮化稼”晶圆代工制程,台积电总裁魏哲家便坦承,台积电“目前还是小量生产中”,但他预计氮化镓以后会广泛、且大量被使用。

 

一位半导体业高层指出,目前台积是以 6 吋晶圆厂代工硅基氮化镓(GaN-on-si)芯片。

 

但苹果、三星不送充电器,带起氮化镓充电器热潮,意外让产能满载的台积电,将制程外包给 LED 厂晶元光电的消息曝光。

 

天风国际证券分析师郭明錤一份报告揭露,晶电有机会接下来自台积电的氮化镓磊晶硅晶圆片(Epitaxial Wafer)外包订单,并预估将在 2021 年第二季出货。

 

因为,苹果即将在 2021 年推出自家的“氮化镓快充”,一样由纳微供应电源芯片,但台积电磊晶产能有限,他预测,台积电会将纳微的氮化镓磊芯片订单外包给晶电。

 

台积电将制程外包给晶电,早已有迹可循

 

更有媒体进一步披露,台积电连设备都买好,放进晶电竹南厂,以专利授权方式让晶电代工。

 

这新闻乍听之下匪夷所思,台积竟然破天荒的将制程外包,而且承接的竟然是一家 LED 厂?

 

一名前台积电制程主管解释,所谓的“磊晶硅晶圆片外包”,是台积电先找晶电在硅晶圆镀上一层氮化镓,“再拿回台积电,生产手机快充器使用的电源管理 IC”。

 

晶电是台湾 LED 龙头厂,氮化镓磊晶原本就是 LED 的关键制程之一,自然有能力承接订单。

 

“这有正式签 NDA,我们不评论,”晶电董事长李秉杰不愿回答《天下》询问台积外包一事,仅表示,晶电的确有类似技术。

 

他表示,氮化镓的材料特性,就是功率密度、稳定性、导热性和能源转换都比传统硅基元件好,是十分理想的微波频率的功率放大器。过去最常见应用是在大型设备,例如 5G 基地台设备,未来更将大量导入 3C 电子产品的充电器。

 

李秉杰认为,全世界充电器逐渐会形成标准规范:100 瓦、三接口、 Type C(同时可以支援笔电、手机、平版)会变全球标准。

 

传统充电器体积将因此大幅缩小,“如果用第三代半导体材料,可以变更小台,大概只要三分之一的体积,”李秉杰用手比了比约 2 立方英寸的大小。

 

但令人好奇的是,台积电到底是何时开始投入氮化镓制程技术?

 

时间回到 2009 年左右,当时台积电曾积极跨足非本业的绿能新事业,包括茂迪做薄膜太阳能电池、LED 固态照明。当年台积电固态照明总经理谭昌琳,便来自晶电。但最后两项事业都没成功,2015 年台积固态照明卖给晶电。

 

一名当年见证过台积电固态照明成立的半导体业人士透露,台积电固态照明原本有 380 名员工,其中有两百多人去了晶电。

 

“所以晶电和台积电当年就早有往来,”这名半导体业人士听闻台积外包单给晶电,并不意外。