Perché TSMC ha esternalizzato per la prima volta il processo di produzione a una fabbrica di LED? A quanto pare, il motivo è legato alla moda della "ricarica rapida al nitruro di gallio" che verrà lanciata il prossimo anno.

　　
L'iPhone 12, attualmente in vendita, riserva una sorpresa agli appassionati Apple al momento dell'apertura della confezione. Non solo mancano le cuffie, ma è sparito anche il caricabatterie USB soprannominato "Testa di Tofu".
　　
Apple ha affermato che la ragione era da ricercarsi in fattori ambientali, e la rivale Samsung ha ironizzato su questa affermazione sulla sua pagina Facebook ufficiale. Tuttavia, non molto tempo fa, alcune informazioni trapelate da Samsung hanno rivelato che anche l'azienda seguirà l'esempio. Il nuovo smartphone Galaxy, il cui lancio è previsto per gennaio del prossimo anno, non sarà venduto con il caricabatterie incluso.
　　
In altre parole, solo il prossimo anno, almeno centinaia di milioni di caricabatterie gratuiti potrebbero scomparire dal mercato globale. L'effetto farfalla che si innescherebbe sarebbe un'accelerazione nella diffusione dei caricabatterie realizzati con materiali semiconduttori costosi e rari.
　　
"Apple ha fatto da apripista e Samsung l'ha seguita. Non lo hanno regalato, quindi tutti dovevano andare in negozio per comprarlo. Avrebbero acquistato caricabatterie più costosi, che ricaricano velocemente, sono più piccoli e si adattano bene alle borse", ha affermato un analista di una società di intermediazione americana.
　　

I caricabatterie al nitruro di gallio, grazie alle basse perdite e alle dimensioni ridotte, aumenteranno la loro popolarità.

Se gli appassionati di Apple entrano in un negozio di accessori per cellulari, noteranno che la visibilità dei caricabatterie "a ricarica rapida al nitruro di gallio", che promettono di ricaricare i dispositivi in ​​meno della metà del tempo rispetto al caricabatterie originale Apple, è in costante aumento. Ad esempio, i prodotti di marchi come l'americana AUKEY e la cinese Xiaomi sono disponibili.
　　
Secondo Zhang Mingjie, capo economista di Fulake Capital, un totale di 30 produttori, tra cui ANKER, un importante marchio di caricabatterie, hanno lanciato sul mercato oltre 66 caricabatterie al nitruro di gallio.
　　
"Il prossimo anno, il numero di colonnine di ricarica rapida potrebbe raggiungere decine di milioni al mese. Il volume è enorme, quindi molte persone in tutto il mondo si stanno lanciando in questa tecnologia", ha spiegato un alto dirigente del settore dei semiconduttori.
　　
La maggior parte di essi è dotata di chip di potenza al nitruro di gallio prodotti dalla start-up americana Navitas, a sua volta prodotta da TSMC.
　　
Il nitruro di gallio (GaN) appartiene alla terza generazione di materiali semiconduttori che attualmente stanno suscitando accesi dibattiti. È caratterizzato da un'elevata efficienza di conversione energetica, basse perdite e dimensioni ridotte.
　　
Infatti, durante l'assemblea degli azionisti di TSMC di quest'anno, quando i rappresentanti legali hanno chiesto informazioni sul processo di produzione di wafer di nitruro di gallio (GaN), molto richiesto sul mercato, il presidente di TSMC, Wei Zhejia, ha ammesso che TSMC è "attualmente impegnata in una produzione su piccola scala", ma prevede che il GaN sarà ampiamente utilizzato in futuro.

Un alto dirigente del settore dei semiconduttori ha fatto notare che TSMC attualmente produce chip di nitruro di gallio su silicio (GaN-on-si) in stabilimenti di produzione di wafer da 6 pollici.
　　
Tuttavia, Apple e Samsung non fornivano i caricabatterie, il che scatenò una vera e propria mania per i caricabatterie al nitruro di gallio. Questo, inaspettatamente, spinse TSMC, che disponeva di una capacità produttiva completa, ad affidare la produzione a Epistar, azienda produttrice di LED.
　　
Un rapporto dell'analista di Tianfeng International Securities, Ming-Chi Kuo, ha rivelato che Epistar ha l'opportunità di effettuare ordini in outsourcing per wafer di silicio epitassiale al nitruro di gallio (Epitaxial Wafer) da TSMC e si prevede che li spedirà nel secondo trimestre del 2021.
　　
Poiché Apple sta per lanciare la propria tecnologia di ricarica rapida al nitruro di gallio nel 2021, NanoVis fornirà anche i chip di alimentazione, ma la capacità produttiva epitassiale di TSMC è limitata. Ha previsto che TSMC esternalizzerà gli ordini di chip epitassiali al nitruro di gallio di NanoVis a Epistar.

　　
TSMC esternalizza i suoi processi produttivi a Epistar, che è già stata tracciata
　　

Alcuni media hanno inoltre rivelato che TSMC aveva addirittura acquistato le apparecchiature e le aveva installate nello stabilimento di Zhunan di Jingdian, consentendo a quest'ultima di produrle tramite licenza di brevetto.
　　
Questa notizia potrebbe sembrare incredibile a prima vista. TSMC ha esternalizzato per la prima volta il suo processo produttivo, e il contratto è addirittura con una fabbrica di LED?
　　
Un ex supervisore di processo della TSMC ha spiegato che il cosiddetto "outsourcing dei wafer di silicio epitassiale" significa che la TSMC chiede prima a Epistar di depositare uno strato di nitruro di gallio sul wafer di silicio, "e poi lo riporta alla TSMC per produrre circuiti integrati per la gestione dell'alimentazione utilizzati nei caricabatterie rapidi per telefoni cellulari".
　　
Epistar è il principale produttore di LED di Taiwan e, poiché l'epitassia al nitruro di gallio è uno dei processi di produzione chiave dei LED, è naturalmente in grado di accettare ordini.
　　
"È stato firmato un accordo di riservatezza. Non rilasceremo commenti." Il presidente di Epistar, Li Bingjie, non ha voluto rispondere alla domanda di "World" sull'esternalizzazione da parte di TSMC. Si è limitato ad affermare che Epistar possiede una tecnologia simile.
　　
Ha affermato che le proprietà del nitruro di gallio, ovvero densità di potenza, stabilità, conduttività termica e conversione energetica, sono superiori a quelle dei componenti tradizionali a base di silicio, rendendolo un amplificatore di potenza a microonde ideale. In passato, l'applicazione più comune era in apparecchiature di grandi dimensioni, come le stazioni base 5G. In futuro, verrà introdotto in un gran numero di caricabatterie per prodotti elettronici 3C.
　　
Li Bingjie ritiene che i caricabatterie di tutto il mondo si adegueranno gradualmente a una specifica standard: 100 watt, tre porte, Type-C (in grado di supportare contemporaneamente laptop, telefoni cellulari e tablet) diventeranno uno standard globale.
　　
Di conseguenza, le dimensioni dei caricabatterie tradizionali saranno notevolmente ridotte. "Se si utilizzano materiali semiconduttori di terza generazione, il caricabatterie potrà essere ridotto a circa un terzo del volume attuale", ha affermato Li Bingjie, confrontando le dimensioni con quelle della sua mano, che corrispondono a circa 2 pollici cubi.
　　
Ma la cosa curiosa è: quando ha iniziato TSMC a investire nella tecnologia di processo al nitruro di gallio?
　　
Intorno al 2009, TSMC si stava attivamente avventurando in nuove attività nel settore delle energie rinnovabili, al di fuori del suo settore principale, tra cui le celle solari a film sottile di Motech e l'illuminazione a LED. Tan Changlin, all'epoca direttore generale della divisione illuminazione a LED di TSMC, proveniva da Epistar. Tuttavia, queste ultime due iniziative fallirono. Nel 2015, la divisione illuminazione a LED di TSMC fu venduta a Epistar.
　　
Una persona del settore dei semiconduttori che ha assistito alla fondazione di TSMC Solid State Lighting in quell'anno ha rivelato che inizialmente TSMC Solid State Lighting contava 380 dipendenti, più di 200 dei quali sono poi passati a Epistar.

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