Warum hat TSMC die Fertigung erstmals an eine LED-Fabrik ausgelagert? Wie sich herausstellt, liegt der Grund dafür im Trend des „Galliumnitrid-Schnellladens“, der nächstes Jahr auf den Markt kommen soll.

　　
Das aktuell im Handel erhältliche iPhone 12 wird Apple-Fans beim Öffnen der Verpackung überraschen. Nicht nur die Kopfhörer fehlen, auch das USB-Ladegerät mit dem Spitznamen „Tofu-Kopf“ ist verschwunden.
　　
Apple begründete dies mit Umweltfaktoren, woraufhin Konkurrent Samsung diese Aussage auf seiner offiziellen Facebook-Seite verspottete. Doch vor Kurzem enthüllte ein Leak, dass Samsung diesem Beispiel folgen wird. Das neueste Galaxy-Smartphone, dessen Markteinführung für Januar nächsten Jahres erwartet wird, wird ohne Ladegerät ausgeliefert.
　　
Anders ausgedrückt: Allein im nächsten Jahr könnten mindestens Hunderte Millionen kostenloser Ladegeräte vom Weltmarkt verschwinden. Der dadurch ausgelöste Dominoeffekt ist, dass Ladegeräte aus teuren und seltenen Halbleitermaterialien deutlich an Beliebtheit gewinnen werden.
　　
„Apple ging voran, Samsung folgte. Sie haben die Ladegeräte nicht verschenkt, sodass jeder sie im Laden kaufen musste. Die Kunden kauften dann teurere Modelle, die schnell laden, kleiner sind und gut in Taschen passen“, sagte ein Analyst eines amerikanischen Brokerhauses.
　　

Galliumnitrid-Ladegeräte mit geringen Verlusten und kleiner Baugröße werden ihre Beliebtheit beschleunigen.

Betreten Apple-Fans ein Geschäft für Handy-Zubehör, fällt ihnen auf, dass Schnellladegeräte mit Galliumnitrid-Technologie, die das Gerät in weniger als der Hälfte der Zeit des Original-Apple-Ladegeräts aufladen sollen, immer häufiger zu finden sind. Beispiele hierfür sind Produkte der amerikanischen Marke AUKEY, der chinesischen Marke Xiaomi und anderer Hersteller.
　　
Laut Zhang Mingjie, Chefökonom von Fulake Capital, haben insgesamt 30 Hersteller, darunter ANKER, eine bedeutende Ladegerätemarke, mehr als 66 Galliumnitrid-Ladegeräte auf den Markt gebracht.
　　
„Nächstes Jahr könnte die Zahl der Schnellladegeräte mehrere zehn Millionen pro Monat erreichen. Das Volumen ist enorm, daher steigen weltweit viele Menschen in diesen Bereich ein“, erklärte ein leitender Angestellter der Halbleiterindustrie.
　　
Die meisten von ihnen sind mit Galliumnitrid-Leistungschips ausgestattet, die von dem amerikanischen Start-up-Unternehmen Navitas hergestellt und von TSMC produziert werden.
　　
„GaN“ gehört zu den Halbleitermaterialien der dritten Generation und sorgt derzeit für hitzige Diskussionen. Es zeichnet sich durch hohe Energieumwandlungseffizienz, geringe Verluste und geringe Größe aus.
　　
Tatsächlich räumte TSMC-Präsident Wei Zhejia auf der diesjährigen Hauptversammlung von TSMC ein, dass TSMC sich „derzeit in der Kleinserienproduktion“ befinde, als die Rechtsvertreter nach dem heiß umkämpften Wafer-Foundry-Verfahren „Galliumnitrid“ fragten. Er erwarte jedoch, dass GaN in Zukunft weit verbreitet eingesetzt werde.

Ein hochrangiger Manager der Halbleiterindustrie wies darauf hin, dass TSMC derzeit Galliumnitrid-auf-Silizium-Chips (GaN-auf-Si) in 6-Zoll-Waferfabriken herstellt.
　　
Da Apple und Samsung jedoch keine Ladegeräte mitlieferten, löste dies einen regelrechten Boom für Galliumnitrid-Ladegeräte aus. Unerwarteterweise führte dies dazu, dass TSMC, obwohl mit ausreichenden Produktionskapazitäten ausgestattet, die Fertigung an den LED-Hersteller Epistar auslagerte.
　　
Einem Bericht des Analysten Ming-Chi Kuo von Tianfeng International Securities zufolge hat Epistar die Möglichkeit, Aufträge für Galliumnitrid-Epitaxie-Siliziumwafer (Epitaxie-Wafer) bei TSMC zu erteilen und wird diese voraussichtlich im zweiten Quartal 2021 ausliefern.
　　
Da Apple 2021 sein eigenes Schnellladegerät mit Galliumnitrid-Technologie auf den Markt bringen will, wird NanoVis auch Leistungschips liefern. Die Produktionskapazität von TSMC für Epitaxie ist jedoch begrenzt. Er prognostizierte, dass TSMC die Aufträge für Galliumnitrid-Epitaxiechips von NanoVis an Epistar auslagern wird.

　　
TSMC lagert seine Fertigungsprozesse an Epistar aus, ein Unternehmen, dessen Verbindungen bereits zurückverfolgt wurden.
　　

Einige Medien enthüllten darüber hinaus, dass TSMC die Ausrüstung sogar gekauft und in Jingdians Werk in Zhunan installiert habe, wodurch Jingdian sie durch Patentlizenzierung herstellen könne.
　　
Diese Nachricht mag im ersten Moment unglaublich klingen. TSMC hat zum ersten Mal seine Fertigung ausgelagert, und der Auftrag betrifft tatsächlich eine LED-Fabrik?
　　
Ein ehemaliger Prozessleiter von TSMC erklärte, dass das sogenannte „Outsourcing von epitaktischen Siliziumwafern“ bedeutet, dass TSMC zunächst Epistar beauftragt, eine Schicht Galliumnitrid auf den Siliziumwafer aufzubringen, „und diesen dann zu TSMC zurückbringt, um dort Leistungsmanagement-ICs für Schnellladegeräte für Mobiltelefone herzustellen.“
　　
Epistar ist Taiwans führender LED-Hersteller, und die Galliumnitrid-Epitaxie ist ursprünglich einer der wichtigsten Herstellungsprozesse von LEDs, daher ist das Unternehmen natürlich in der Lage, Aufträge anzunehmen.
　　
„Wir haben offiziell eine Geheimhaltungsvereinbarung unterzeichnet. Wir werden uns nicht dazu äußern.“ Epistar-Chef Li Bingjie wollte die Anfrage von „World“ zum Outsourcing von TSMC nicht beantworten. Er sagte lediglich, dass Epistar über ähnliche Technologie verfüge.
　　
Er erklärte, dass die Materialeigenschaften von Galliumnitrid – also Leistungsdichte, Stabilität, Wärmeleitfähigkeit und Energieumwandlung – besser seien als die herkömmlicher Siliziumbauteile, wodurch es sich ideal als Mikrowellenleistungsverstärker eigne. Bisher wurde es hauptsächlich in großen Geräten wie 5G-Basisstationen eingesetzt. Zukünftig soll es in einer Vielzahl von Ladegeräten für 3C-Elektronikprodukte Verwendung finden.
　　
Li Bingjie glaubt, dass sich Ladegeräte weltweit nach und nach auf eine einheitliche Spezifikation einigen werden: 100 Watt, drei Anschlüsse, Typ-C (kann Laptops, Mobiltelefone und Tablets gleichzeitig unterstützen) wird zum globalen Standard werden.
　　
Dadurch wird die Größe herkömmlicher Ladegeräte deutlich reduziert. „Bei Verwendung von Halbleitermaterialien der dritten Generation kann das Ladegerät auf etwa ein Drittel seines ursprünglichen Volumens verkleinert werden.“ Li Bingjie verglich die Größe mit seiner Hand, die etwa 2 Kubikzoll groß ist.
　　
Interessant ist jedoch, wann TSMC mit Investitionen in die Galliumnitrid-Prozesstechnologie begann.
　　
Um das Jahr 2009 wagte TSMC aktiv den Einstieg in neue Geschäftsfelder der grünen Energie, die nicht zum Kerngeschäft gehörten, darunter Motechs Dünnschicht-Solarzellen und LED-Festkörperbeleuchtung. Tan Changlin, der damalige Leiter der Festkörperbeleuchtungssparte von TSMC, kam von Epistar. Die beiden letztgenannten Geschäftsbereiche scheiterten jedoch. 2015 wurde die Festkörperbeleuchtungssparte von TSMC an Epistar verkauft.
　　
Eine Person aus der Halbleiterindustrie, die die Gründung von TSMC Solid State Lighting in jenem Jahr miterlebte, verriet, dass TSMC Solid State Lighting ursprünglich 380 Mitarbeiter hatte, von denen mehr als 200 zu Epistar wechselten.

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