功率半導體元件或簡稱功率元件,是電子裝置的電能轉換與電路控制的核心;主要用途包括變頻,整流,變壓,功率放大,功率控制等,並同時可具有節能的功效,因此功率元件廣泛應用於移動通訊,消費電子,新能源交通等眾多領域。

其中,金屬氧化半導體場效電晶體(MOSFET)自1980年年即進入電子商業應用,主要用在PC,NB等消費性電子的主機板跟電路板上,屬中低壓市場,在900V以上的高壓領域較無用武之地,而絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)的發明,則滿足大功率化與高頻化的需求,自1988年以來已進展至第六代產品,成為目前高壓電子產品之主流應用。

功率元件全球市場規模約140億美元,佔全球半導體市場的3.5%,其中MOSFET規模約68億美元,IGBT約12.6億美元,佔功率半導體元件分別為48%與9%;根據IEK調查指出,近年受惠電動汽車與油電混和車快速發展,汽車電子化比重提升以及手機快充,物聯網(IOT)新應用興起,功率元件在提高能源轉換效率上佔據重要地位,產業需求逐漸提升;而未來電動車半導體的需求為傳統汽車的兩倍以上,預期MOSFET等功率元件用量將大幅提升。

MOSFET與IGBT市場過去皆呈大廠寡占的態勢,英飛凌,安森美與瑞薩佔MOSFET市場近50%,IGBT市場英飛凌,三菱電機與富士電機三家市佔率更達61%;此類IDM垂直整合大廠以英飛凌為首,均優先將產能給毛利率較高的新產品,相繼退出中低壓MOSFET一般消費性產品線,導致MOSFET供需缺口擴大,使台廠自去年第2季開始即逐漸感受到轉單效應,預料這股缺貨風潮恐將持續下去。

在晶圓供給方面,MOSFET與IGBT產品考量8吋光罩費用僅12吋的1/10,加以功率元件還有不漏電的要求,尚無法做到尺寸微縮等原因,台灣與大陸的MOSFET功率元件IC設計公司都投產在8吋晶圓廠;然由於指紋辨識,影像感測器(CIS),電源管理(ICPMIC)等IC產品,受到資安需求提升,對8吋晶圓需求亦增加,致使全球8吋晶圓投片量提升。

MOSFET市場的供需失衡,讓台廠迎來多年以來難得的成長契機,上游IC設計方面,大中(6435),傑力(5299)在PC市場與消費性電子產品較具競爭優勢,預計下半年供需仍吃緊態勢下,對下游的議價能力轉強,有助其獲利表現;在晶圓生產方面,世界先進(5347)8吋產能滿載,加上電源管理營收佔比持續提升改善產品組合,未來營運展望樂觀。

此外,隨著氮化鎵(GaN)的相關分離式元件的制程研發,對IGBT等高壓市場需求增強,強茂(2481)預期未來能搭上IGBT代工潮,且積極導入自動化並進行車規認證,目前產能滿載,2018年預估產品平均漲幅15〜20%,後續成長可期; MOSFET及IGBT等產品雖早已應用於電子產品,然近年市況匹變,需求大增,將迎來一場功率半導體元件的逆襲。

(工商時報)

https://www.chinatimes.com/newspapers/20180715000217-260202