01

มูลค่าการลงทุนของรางแกลเลียมไนไตรด์ในประเทศ
          1. มูลค่าการลงทุนในรางไนไตรด์แกลเลียมคุณสมบัติทางวัสดุของสารกึ่งตัวนำรุ่นที่สามจะค่อยๆ เข้ามาแทนที่ส่วนหนึ่งของตลาดอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ซิลิคอน สิ่งนี้ได้รับการยืนยันอย่างต่อเนื่องผ่านการใช้งานในตลาดและได้กลายเป็นฉันทามติไปแล้ว เมื่อเทียบกับซิลิคอนคาร์ไบด์ ข้อเสียเปรียบหลักในปัจจุบันของแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอน ได้แก่ อัตราแรงดันไฟฟ้าต่ำและขาดข้อมูลการตรวจสอบความน่าเชื่อถือ นอกจากนี้ เนื่องจากค่าเอาต์พุตโดยรวมต่ำของแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอน จึงยังไม่เกิดผลกระทบจากขนาด ทำให้ไม่มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนเมื่อเทียบกับซิลิคอนคาร์ไบด์ อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอนกำลังส่งเสริมการพัฒนาผลิตภัณฑ์ไปสู่แรงดันไฟฟ้าที่ทนได้สูง (ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ 1200 โวลต์) และความน่าเชื่อถือสูง (ปัจจุบันมีข้อมูลความน่าเชื่อถือที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์แรงดันสูง) ผ่านการปลูกผลึก การออกแบบโครงสร้างอุปกรณ์ และวงจรควบคุมไดรฟ์ ยิ่งไปกว่านั้น ราคาขายของอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ได้ใกล้เคียงกับราคาของซิลิคอน MOS แล้ว และประสิทธิภาพ คุณภาพ และต้นทุนของผลิตภัณฑ์ก็กำลังเข้าใกล้จุดที่เหมาะสมมากขึ้น นอกจากนี้ เมื่อเทียบกับซิลิคอนคาร์ไบด์วัสดุแกลเลียมไนไตรด์ที่มีซิลิคอนเป็นส่วนประกอบนั้นสามารถให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงกว่าและต้นทุนที่ต่ำกว่า ในช่วงแรงดันไฟฟ้า 600V ถึง 1200V แกลเลียมไนไตรด์ที่มีซิลิคอนเป็นส่วนประกอบจะกลายเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการแข่งขันสูงมากนอกจากนี้ ด้วยการประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์อย่างต่อเนื่องในตลาดรถยนต์และพลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้มีการลงทุนหลายพันล้านหรือแม้กระทั่งหลายหมื่นล้านดอลลาร์ทั้งในและต่างประเทศ จึงเห็นได้ชัดว่าขนาดตลาดของซิลิคอนคาร์ไบด์นั้นใหญ่มาก ในขณะที่ขนาดตลาดของแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ในหัวชาร์จขนาดเล็กนั้นดูเล็กกว่ามาก จากข้อมูลที่เผยแพร่โดย Yole คาดการณ์ว่าขนาดตลาดของซิลิคอนคาร์ไบด์จะอยู่ที่ 2.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2025 และขนาดตลาดของแกลเลียมไนไตรด์จะอยู่ที่ 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2026 เมื่อมองโดยรวมแล้ว มูลค่าผลผลิตของซิลิคอนคาร์ไบด์นั้นสูงกว่าแกลเลียมไนไตรด์หลายเท่าตัว    อย่างไรก็ตาม มูลค่าผลผลิตเชิงโอกาสของซิลิคอนคาร์ไบด์และแกลเลียมไนไตรด์ที่มีซิลิคอนเป็นส่วนประกอบสำหรับวิสาหกิจในประเทศส่วนใหญ่นั้น แท้จริงแล้วมีค่าเท่ากัน:   ประการหนึ่งคือต้องพิจารณาถึงมูลค่าผลผลิตของวัสดุตั้งต้น โครงสร้างต้นทุนแตกต่างกัน และมูลค่าผลผลิตของบริษัทผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ไม่มีวัสดุตั้งต้นเชื่อมโยงจะลดลงอย่างมากต้นทุนของแผ่นรองพื้นซิลิคอนคาร์ไบด์อยู่ที่ประมาณ 50% ต้นทุนของแผ่นเวเฟอร์แบบเอพิแท็กเซียลอยู่ที่ประมาณ 20% และต้นทุนการผลิต บรรจุภัณฑ์ และการทดสอบอุปกรณ์อยู่ที่ 30% ส่วนต้นทุนของแผ่นรองพื้นแกลเลียมไนไตรด์นั้นแทบจะไม่มีนัยสำคัญ ต้นทุนของการปลูกผลึกแบบเอพิแท็กเซียลอยู่ที่ 50% และอัตราส่วนมูลค่าผลผลิตของอุปกรณ์ที่เหลือจะสูงกว่า    ประการที่สองคือการพิจารณาคุณค่าของผลผลิตจากข้อกำหนดของยานยนต์ ความต้องการของตลาดแตกต่างกัน ซิลิคอนคาร์ไบด์เน้นที่ข้อกำหนดของยานยนต์ ในขณะที่แกลเลียมไนไตรด์เน้นที่การบริโภคจากข้อมูลที่เผยแพร่โดย Yole คาดว่าความต้องการในตลาดรถยนต์ไฟฟ้าจะคิดเป็นประมาณ 61% ในปี 2025 นอกจากนี้ ข้อมูลของ Yole ยังระบุว่า ไนไตรด์แกลเลียมเกรดผู้บริโภคคิดเป็นประมาณ 70% ของความต้องการในตลาด ปัจจุบัน ผู้ผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ในประเทศยังคงต้องพัฒนาอีกมากเพื่อให้สามารถนำไปใช้งานในตลาดรถยนต์ได้อย่างกว้างขวาง  ประการที่สามคือการพิจารณาค่าเอาต์พุตของ MOS ปัจจุบันบริษัทผู้ผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ในประเทศส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในตลาด SBD และตลาด MOS ยังมีการส่งออกน้อยมากจากข้อมูลที่เผยแพร่โดย Yole มูลค่าผลผลิตของ MOS จะมีสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งหลังปี 2022 เนื่องจากตลาดในอนาคตส่วนใหญ่ขับเคลื่อนด้วยรถยนต์ไฟฟ้า สัดส่วนของ MOS จึงจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาด้านความน่าเชื่อถือและแหล่งที่มาของกระบวนการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ MOS เอง ทำให้ผู้ผลิตในประเทศยังคงยากที่จะทำการส่งเสริมและใช้งานในวงกว้างอย่างมั่นใจและกล้าหาญ สรุปแล้ว หากไม่นับรวมมูลค่าผลผลิตของบริษัทซิลิคอนคาร์ไบด์ในประเทศที่เกี่ยวข้องกับวัสดุพื้นฐาน ตลาดรถยนต์ และ MOS ที่ไม่ใช่รถยนต์ มูลค่าผลผลิตที่อาจเกิดขึ้นนั้นก็ไม่ได้แตกต่างจากแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอนเป็นฐานมากนัก เมื่อพิจารณาจากอัตราการเติบโตของตลาด 30% และ 70% ของแกลเลียมไนไตรด์และซิลิคอนคาร์ไบด์แล้ว แกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอนเป็นฐานจึงเป็นเส้นทางที่ดีในแง่ของขนาดอุตสาหกรรม Muscle Man Silicon Carbide และ Flash Gallium Nitride มุ่งเน้นไปที่ตลาดอุตสาหกรรมและตลาดผู้บริโภค (โดยรวม) ตามลำดับ ความแตกต่างในด้านข้อกำหนดด้านคุณภาพ ราคาตลาด และวงจรการเปิดตัวสู่ตลาดจะไม่กล่าวถึงในรายละเอียดที่นี่แต่โดยรวมแล้ว ความยืดหยุ่นของตลาดของแกลเลียมไนไตรด์ ซึ่งเน้นการใช้งานในระดับผู้บริโภค จะสูงกว่านอกจากนี้ เนื่องจากขั้นตอนการพัฒนาพลังงานจากซิลิคอนคาร์ไบด์ค่อนข้างสมบูรณ์แล้ว จึงมีบริษัทคุณภาพสูงที่เป็นที่ยอมรับในประเทศจีนเพียงไม่กี่แห่งในด้านการผลิตวัสดุตั้งต้น การปลูกผลึก การผลิตอุปกรณ์ หรือ IDM ทำให้โอกาสสำหรับผู้ประกอบการมีน้อยลง  
  2. โอกาสและข้อได้เปรียบของบริษัทผู้ผลิตแกลเลียมไนไตรด์ในประเทศ
  (1) “การเติบโตสูง + ความเข้มข้นสูง” นำมาซึ่งโอกาสสำหรับผู้เล่นรายใหม่จากข้อมูลที่เผยแพร่โดย Yole พบว่าขนาดตลาดโดยรวมในปี 2020 มีมูลค่าเพียง 46 ล้านดอลลาร์สหรัฐ และคาดว่าจะเติบโตเป็น 1.1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2026 ตลาดอุปกรณ์ไฟฟ้า GaN จะรักษาอัตราการเติบโตที่ 70% ตั้งแต่ปี 2020 ถึง 2026 ซึ่งเพิ่มขึ้น 23 เท่าใน 6 ปี อัตราการเติบโตของอุตสาหกรรมที่สูงเช่นนี้ส่งผลโดยตรงต่อปัญหาในการสร้างความมั่นใจในเสถียรภาพของห่วงโซ่อุปทานของอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ ปัจจุบัน Navitas และ Pi ซึ่งเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ระดับโลกสองราย ครองส่วนแบ่งการตลาดโลกมากกว่า 70% ผู้ผลิตแบรนด์ในประเทศส่วนใหญ่ใช้โซลูชันการชาร์จแกลเลียมไนไตรด์ของหนึ่งในสองบริษัทนี้  ในระยะสั้น,ห่วงโซ่อุปทานต้นน้ำมีความเข้มข้นสูง และมีความต้องการอย่างเข้มงวดจากลูกค้าผู้ผลิตอุปกรณ์จ่ายไฟรายใหญ่ เพื่อกระจายความเสี่ยงในห่วงโซ่อุปทานในระยะยาว,เมื่อเทียบกับส่วนแบ่งการตลาดปัจจุบัน 65% ของ MOS CR5 ที่ใช้ซิลิคอนเป็นฐานแล้ว การกระจุกตัวของตลาดแกลเลียมไนไตรด์ในปัจจุบันนั้นสูงเกินไป และกำลังค่อยๆ เข้าใกล้โครงสร้างตลาดของซิลิคอนมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งน่าจะเป็นเพียงเรื่องของเวลาเท่านั้น    (2) ระดับโดยรวมในประเทศปัจจุบันของแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอนในประเทศจีนมีข้อได้เปรียบมากกว่าแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอนในปี 2019 บริษัท China Resources Micro และ Silan Micro ซึ่งเป็นบริษัทผลิต MOS และ IGBT ที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีน ครองส่วนแบ่งตลาดโลก 3% และ 2% ตามลำดับ ปัจจุบันปริมาณการจัดส่งแกลเลียมไนไตรด์ของ Innosec น่าจะอยู่ในอันดับที่สาม แม้ว่าจะมีบริษัทสตาร์ทอัพแกลเลียมไนไตรด์ในประเทศหลายแห่งที่มียอดจัดส่งน้อยกว่า แต่โดยรวมแล้วเทคโนโลยีและทรัพยากรทางอุตสาหกรรมของพวกเขาก็อยู่ในตำแหน่งที่ดีในระดับโลก ผู้นำด้านพลังงานแบบดั้งเดิม เช่น ผลิตภัณฑ์แกลเลียมไนไตรด์บนซิลิคอนของ Infineon และ Ti ยังคงดิ้นรนเพื่อสร้างความก้าวหน้า ในอุตสาหกรรมแกลเลียมไนไตรด์บนซิลิคอนในประเทศจีน แม้ว่าจะยังไม่มีการแซงหน้ากันอย่างเด็ดขาด แต่เมื่อพิจารณาสถานะระดับโลกในปัจจุบันของบริษัทในประเทศและกลุ่มบุคลากรที่มีความสามารถหลักของจีนในด้านแกลเลียมไนไตรด์แล้ว สถานะความก้าวหน้าโดยรวมในปัจจุบันนั้นดีกว่าซิลิคอนอย่างเห็นได้ชัด  โดยสรุปแล้ว ในขณะที่ตลาดกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว วิสาหกิจภายในประเทศมีศักยภาพและความสามารถที่จะคว้าส่วนแบ่งตลาดขนาดใหญ่มาครองได้       02       ห่วงโซ่อุปทานแบบ "เข้มข้นและปิด" มูลค่าและความเสี่ยง
          ห่วงโซ่อุปทานที่มีอยู่เดิมนั้น "กระจุกตัวและปิด" ส่งผลให้ตลาดถูกขับเคลื่อนโดยผู้ผลิตเพียงไม่กี่ราย
  การรวมตัวของห่วงโซ่อุปทานที่มีอยู่เดิมแตกต่างจากผลิตภัณฑ์ที่ใช้ซิลิคอน วัสดุและกระบวนการผลิตมีความสมบูรณ์มาก ในขณะที่ห่วงโซ่อุปทานของแกลเลียมไนไตรด์ในปัจจุบันมีกำลังการผลิตที่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพเป็นชุดน้อยมาก โรงงานผลิตในต่างประเทศส่วนใหญ่ได้แก่ TSMC, Fujitsu และ X-Feb ส่วนในประเทศ บริษัทหลักคือ Sanan Integration และยังมีโรงงานผลิตอื่นๆ ที่กำลังดำเนินการจัดหาอยู่ โดยรวมแล้ว ทรัพยากรในห่วงโซ่อุปทานภายในประเทศค่อนข้างจำกัด  ห่วงโซ่อุปทานที่มีอยู่ปิดสนิทแล้วปัจจุบัน กำลังการผลิตหลักของโรงงานผลิตแกลเลียมไนไตรด์ระดับโลกนั้นรองรับเพียงบริษัทเดียว และบริษัทออกแบบและห่วงโซ่อุตสาหกรรมมีความสัมพันธ์ที่ผูกมัดกันอย่างแน่นแฟ้น ในฐานะบริษัทผลิตอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์บนซิลิคอนที่ใหญ่ที่สุดในโลกในแง่ของการจัดส่ง Navitas ครอบครองกำลังการผลิตแกลเลียมไนไตรด์ของ TSMC เกือบทั้งหมด ทำให้ลูกค้ารายอื่น ๆ ยากที่จะได้รับกำลังการผลิต "การรวมศูนย์ + การปิดกั้น" ของห่วงโซ่อุปทานที่มีอยู่ส่งผลให้เกิดการกระจุกตัวในตลาดอย่างมาก Navitas, Pi และ Innosec เป็นสามบริษัทที่ควบคุมอุปทานกำลังการผลิตหลักและขับเคลื่อนตลาด ลูกค้าที่ต้องการแหล่งจ่ายไฟแบรนด์เนมจึงมีทางเลือกอื่นได้ยาก  
  คาดว่าห่วงโซ่อุปทานจะยังคงกระจุกตัวและปิดล้อมอยู่ต่อไป   ความเข้มข้นต่อเนื่องแกลเลียมไนไตรด์เป็นผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีใหม่ และการพัฒนาทางเทคโนโลยีในทุกด้านยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นค่อนข้างมาก ทั้งลูกค้าปลายทางและบริษัทออกแบบต่างค่อนข้างระมัดระวังเกี่ยวกับห่วงโซ่อุปทานต้นน้ำ เนื่องจากเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วมีความน่าเชื่อถือ เมื่อห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมดได้รับการตรวจสอบและเติบโตเต็มที่แล้ว บริษัทออกแบบและลูกค้าผู้ผลิตอุปกรณ์จ่ายไฟจะเร่งการเข้ามามีส่วนร่วมในห่วงโซ่อุปทานมากขึ้น ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีเกิดใหม่ ระบบนิเวศทั้งหมดจึงยังค่อนข้างอยู่ในขั้นพื้นฐานปัจจุบันขาดแคลนผู้ให้บริการเวเฟอร์แบบเอพิแท็กเซียลจากภายนอกที่มีความเชี่ยวชาญ และบุคลากรที่มีความสามารถด้านเอพิแท็กเซียลและกระบวนการผลิตแกลเลียมไนไตรด์ก็หายากมาก ทำให้บริษัทต่างๆ ยากที่จะเพิ่มกำลังการผลิตแบบ "เอพิแท็กเซียล + การผลิต" ได้นอกจากนี้ ความพร้อมของห่วงโซ่อุปทานใหม่จำเป็นต้องได้รับการสร้างเสถียรภาพผ่านการขนส่งสินค้า รวมถึงอัตราผลผลิตต้องเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งทั้งหมดนี้ต้องใช้เวลา  แผ่นเวเฟอร์แบบเอพิแท็กเซียลมาจากไหน?ในปัจจุบัน "การปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซี + การผลิต" ได้ถูกบูรณาการเข้าด้วยกันอย่างลึกซึ้ง และโรงหล่อหลายแห่งที่จัดส่งสินค้าเป็นล็อตๆ ก็มีศักยภาพในการผลิตผลึกแบบเอพิแท็กซีอย่างอิสระดังนั้น ปัจจุบันจึงไม่มีผู้ผลิตเวเฟอร์แบบเอพิแท็กเซียลอิสระรายใดในตลาดที่ได้จัดส่งเวเฟอร์แบบเอพิแท็กเซียลในปริมาณมากดังนั้น เมื่อพิจารณาว่าจะเป็นโรงงานผลิตแกลเลียมไนไตรด์ที่กำลังพัฒนาอยู่ในปัจจุบัน หรือจะเป็น IDM ที่กำลังจะสร้าง คำถามแรกที่ต้องตอบคือ เส้นทางการแก้ปัญหาและระยะเวลาการตรวจสอบของกระบวนการเอพิแท็กซี  ผู้ที่มีพรสวรรค์ด้านงานฝีมืออยู่ที่ไหน?กระบวนการผลิตแกลเลียมไนไตรด์บนซิลิคอนนั้น จำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงข้อจำกัดของวัสดุแกลเลียมไนไตรด์เอง ความเข้าใจนี้เกิดจากการลองผิดลองถูกมาเป็นเวลานาน ส่งผลให้บุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญด้านนี้ในระดับโลกมีจำนวนจำกัด ปัจจุบัน มีผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางรายที่มีพื้นฐานมาจากซิลิคอนกำลังพัฒนาสายธุรกิจแกลเลียมไนไตรด์ กุญแจสำคัญอยู่ที่ว่าบุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญด้านกระบวนการผลิตแกลเลียมไนไตรด์นั้นอยู่ที่ไหน  ดำเนินการปรับปรุงแก้ไขหลังจากตรวจสอบหน้างานแล้วจากการพิจารณาประสบการณ์ด้านการวิจัยและพัฒนาของ TSMC พบว่ากระบวนการวิจัยและพัฒนาโดยรวมด้านการปลูกผลึกและการผลิตนั้น มักพบปัญหาในการใช้งานผลิตภัณฑ์ ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการวิจัยและพัฒนาซ้ำแล้วซ้ำเล่า และสร้างเสถียรภาพให้กับห่วงโซ่อุปทานทั้งหมด ดังนั้น หากไม่มีข้อมูลการตรวจสอบภาคสนามที่เพียงพอ ไม่ว่าจะเป็นด้านการปลูกผลึกหรือกระบวนการผลิต ก็ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์ นอกจากนี้ ปัญหาผลผลิตที่เกิดจากการผลิตจำนวนมากก็จำเป็นต้องได้รับการแก้ไข ในฐานะบริษัทที่มีความสามารถด้านวิศวกรรมกระบวนการที่แข็งแกร่งที่สุด TSMC ใช้เวลาห้าหรือหกปีตั้งแต่การวิจัยแกลเลียมไนไตรด์ไปจนถึงการผลิตจำนวนมากที่มีเสถียรภาพ แม้ว่าพื้นฐานการวิจัยและพัฒนาของอุตสาหกรรมโดยรวมในปัจจุบันจะมีความก้าวหน้าดีกว่าในอดีต แต่ก็ยังคงยากมากที่จะผ่านพ้นอุปสรรคในด้านวัสดุต้นน้ำและการผลิตเมื่อเราพิจารณาถึงการเจริญเติบโตของผลึกและกระบวนการต่างๆ ที่ "สมบูรณ์" เราจำเป็นต้องรู้สึกทึ่งและต้องมีวงจรการตรวจสอบยืนยัน   การปิดอย่างต่อเนื่องเนื่องจากแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอนเป็นฐานเป็นสาขาใหม่ของการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ตั้งแต่ TSMC ไปจนถึง Sanan Integration ในประเทศจีน กำลังการผลิตแกลเลียมไนไตรด์ของบริษัทเหล่านี้เพิ่งเริ่มต้น ดังนั้นเมื่อบริษัทออกแบบใดบริษัทหนึ่งเกิดขึ้นมา ก็จะเข้ามาใช้กำลังการผลิตส่วนใหญ่ของบริษัทนั้น และผลกระทบของกำลังการผลิตต่อคำสั่งซื้อจะมีผลกระทบอย่างมากบริษัทออกแบบมีปริมาณการจัดส่งจำนวนมาก → ความต้องการกำลังการผลิตสูง → การสนับสนุนจากโรงหล่อที่ดี → ห่วงโซ่อุปทานได้รับการรับประกัน → ห่วงโซ่อุปทานมีเสถียรภาพมากขึ้น → ความต้องการคำสั่งซื้อจากลูกค้าสูงขึ้น → บริษัทออกแบบมีปริมาณการจัดส่งจำนวนมาก → ความต้องการกำลังการผลิตสูง...  
  แนวคิดการลงทุน สำหรับบริษัทผู้ผลิตแกลเลียมไนไตรด์ที่มีซิลิคอนเป็นส่วนประกอบ ห่วงโซ่อุปทานต้นน้ำที่มั่นคงและยั่งยืนในระยะยาวถือเป็นกุญแจสำคัญ   หากคุณลงทุนในธุรกิจ Fabless ซึ่งมีอัตราการจัดส่งที่รวดเร็วที่สุด ทรัพยากรจะถูกจัดสรรอย่างเข้มข้นในอัตราที่เร่งขึ้น และความเสี่ยงที่จะล่าช้าก็สูงมากเนื่องจากเหตุผลต่างๆ นานา,ปัจจุบัน บริษัท Fabless ในประเทศส่วนใหญ่ยังคงพึ่งพา Foundry ในประเทศ ซึ่งเทคโนโลยีการปลูกผลึกและการผลิตของ Foundry ในประเทศยังอยู่ในช่วงพัฒนา และกำลังการผลิตโดยรวมยังน้อย ปริมาณการจัดส่งของบริษัท Fabless GaN-on-Si ในประเทศในปัจจุบันยังน้อย และไม่มีบริษัทใดมีอิทธิพลต่อกำลังการผลิตของ Foundry มากนัก ดังนั้น เมื่อใดก็ตามที่บริษัท Fabless สามารถเกิดขึ้นและได้รับคำสั่งซื้อขนาดใหญ่ ก็จะสามารถครองตำแหน่งทางการแข่งขันที่ได้เปรียบอย่างมากโดยการล็อกกำลังการผลิตไว้ ส่วนบริษัท Fabless ที่ตามหลังมาจะมีความเสี่ยงสูงเพราะไม่สามารถหาแหล่งกำลังการผลิตได้    หัวใจสำคัญของการลงทุนใน IDM ที่มีประสบการณ์ลึกซึ้งในเทคโนโลยี "การปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซี + การผลิต" คือ เทคโนโลยีนั้นสามารถผลิตได้หรือไม่ หากผลิตได้ เทคโนโลยีนั้นจะเป็นทรัพยากรที่หายากในโลกในปัจจุบัน เป็นเรื่องยากมากสำหรับ IDM ที่จะดำเนินการผลิตแกลเลียมไนไตรด์ด้วยวิธีเอพิแท็กซีและตรงตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องด้านผลผลิตและความน่าเชื่อถือ ซึ่งต้องอาศัยความเชี่ยวชาญอย่างมาก แต่เมื่อทำได้สำเร็จแล้ว ข้อได้เปรียบจากการเป็นผู้บุกเบิกก็จะมีนัยสำคัญอย่างมากเช่นกัน        03       แนวทางด้านเทคนิคขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี แต่ก็ขึ้นอยู่กับระบบนิเวศด้วยเช่นกัน
ทรานซิสเตอร์แกลเลียมไนไตรด์นำไฟฟ้าผ่านก๊าซอิเล็กตรอนสองมิติที่เกิดจากปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริกที่ส่วนต่อประสานของวัสดุสองชนิดที่มีช่องว่างพลังงานต่างกัน (โดยปกติคือ AlGaN และ GaN) เนื่องจากก๊าซอิเล็กตรอนสองมิติจะนำไฟฟ้าได้เฉพาะเมื่อมีอิเล็กตรอนที่มีความเข้มข้นสูงเท่านั้น จึงไม่มีปัญหาการกู้คืนย้อนกลับของไดโอดตัวถัง MOSFET ซิลิคอน ซึ่งหมายความว่าเมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าจ่ายระหว่างเกตและซอร์ส เดรนและส่วนประกอบของทรานซิสเตอร์แกลเลียมไนไตรด์จะนำไฟฟ้าได้ นั่นคือเป็นอุปกรณ์ที่เปิดอยู่ตลอดเวลา เพื่อแก้ปัญหานี้ อุตสาหกรรมมักมีสองวิธีแก้ปัญหา: วิธีแรกคือการใช้โครงสร้างแบบเรียงซ้อน (Cascode) เพื่อควบคุมการปิดโดยการเชื่อมต่อ MOS แบบอนุกรม อีกวิธีหนึ่งคือการใช้โครงสร้างแบบเพิ่มประสิทธิภาพแบบท่อเดี่ยว (P-GaN) นั่นคือการเพิ่มชั้นเอพิแทกเซียลแกลเลียมไนไตรด์ชนิด P เข้าไปที่เกตเพื่อควบคุมการปิด วิธีการทางเทคนิคทั้งสองมีข้อดีและข้อเสียของตนเองเมื่อประเมินจากมุมมองทางเทคนิค และเป็นการยากที่จะเปรียบเทียบกันทีละวิธี ข้อเสียหลักของโครงสร้างเพิ่มประสิทธิภาพแบบหลอดเดี่ยวคือความน่าเชื่อถือของเกตค่อนข้างต่ำและแรงดันไฟฟ้าที่ทนได้ต่ำ ส่วนข้อเสียหลักของโครงสร้างแบบเรียงต่อกันคือปัญหา EMI ที่เกิดจากความเหนี่ยวนำปรสิต  ความเชื่อถือได้วงจรเกตที่มีวิธีการทางเทคนิคแตกต่างกันจะมีค่าความต้านทานต่อแรงกระแทกที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้วระดับแรงดันขับเกตของ P-GaN และ Cascode จะอยู่ที่ประมาณ 7 โวลต์และ 18 โวลต์ และแรงดันเปิดเกตโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 6 โวลต์และ 8 โวลต์ ปัญหาโดยตรงคือค่าความต้านทานต่อแรงกระแทกของโครงสร้าง P-GaN มีค่าเพียงประมาณ 1-2 โวลต์ ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือ จากมุมมองด้านโครงสร้าง ความน่าเชื่อถือของ Cascode สูงกว่า P-GaN มาก และเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานในระดับอุตสาหกรรม  ทนต่อแรงดันแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ทนได้ วงจรแคสเคดมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ที่ค่อนข้างสูงกว่าเนื่องจากการแบ่งแรงดันของท่อซิลิคอน ปัจจุบัน แรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ P-GaN ทนได้ยังต่ำกว่า 650V แต่แคสเคดสามารถทนได้ถึง 1200V ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการแรงดันไฟฟ้าระดับอุตสาหกรรมจำนวนมากได้  การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าวงจร Cascode จำเป็นต้องปิดผนึกท่อซิลิคอนและอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์เข้าด้วยกัน ซึ่งทำให้เกิดค่าความเหนี่ยวนำปรสิตขนาดใหญ่ หากเปิดใช้งานที่ความถี่สูงขึ้น ค่า EMI ก็จะมากขึ้น นอกจากนี้ ในแง่ของกระบวนการผลิต Cascode และ P-GaN ต้องการการปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซีหนึ่งและสองครั้งตามลำดับ ความยากของกระบวนการโดยรวมของ Cascode จึงต่ำกว่า P-GaN ในแง่ของการขับเคลื่อน การขับเคลื่อน Cascode นั้นเหมือนกับการขับเคลื่อน MOSFET ซิลิคอนแบบดั้งเดิมทุกประการ และไม่จำเป็นต้องพิจารณาการป้องกันเกตมากนัก และข้อกำหนดก็ค่อนข้างต่ำกว่า ในแง่ของต้นทุน ในแง่ของเวเฟอร์ Cascode ใช้การปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซีเพียงครั้งเดียว ดังนั้นต้นทุนเวเฟอร์จึงต่ำกว่า แต่ต้นทุนบรรจุภัณฑ์โดยรวมสูงกว่า เมื่อพิจารณาร่วมกันแล้ว เนื่องจากปริมาณการจัดส่งโดยรวมของ P-GaN ในปัจจุบันมีจำนวนมาก ระดับต้นทุนโดยรวมจึงดีกว่า  ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของโครงสร้างอุปกรณ์ GaN  

ชนิด	น้ำตก	เสริม
ความเชื่อถือได้	ยอดเยี่ยม	น้อยกว่า
การเหนี่ยวนำปรสิต	มีความละเอียดอ่อน	ตายด้าน
ทนต่อแรงกด	ยอดเยี่ยม	น้อยกว่า
อำนาจ	ยอดเยี่ยม	น้อยกว่า
ความยากของกระบวนการ	ยากขึ้น	ภัยพิบัติ
ความยากลำบากในการขับขี่	ง่าย	ภัยพิบัติ

        จากมุมมองทางเทคนิค ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างทั้งสองคือ โครงสร้างแบบเรียงลำดับช่วยแก้ปัญหาการใช้งานในระดับอุตสาหกรรมได้ชั่วคราวเนื่องจากโครงสร้างแบบเรียงซ้อนมีคุณสมบัติด้านความน่าเชื่อถือและความต้านทานแรงดันไฟฟ้าที่ดีกว่า บริษัท Transphorm ซึ่งเป็นตัวแทนของสถาปัตยกรรมแบบเรียงซ้อน จึงได้เปิดเผยข้อมูลอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์แรงดันสูงที่ค่อนข้างดีเยี่ยมเมื่อปลายปีที่แล้ว ปัจจุบัน โครงสร้างแบบเรียงซ้อนมีข้อได้เปรียบมากกว่าในตลาดอุตสาหกรรม โครงสร้างแบบท่อเดี่ยวเสริมประสิทธิภาพกำลังปรับปรุงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์โครงสร้าง P-GaN ผ่านโซลูชันการขับเคลื่อนและพลังงานที่แม่นยำยิ่งขึ้น และปรับปรุงระดับแรงดันไฟฟ้าที่ทนได้ผ่านเทคโนโลยีพื้นผิว เช่น QST แต่เทคโนโลยีนี้ต้องใช้เวลาในการพัฒนาให้สมบูรณ์ขึ้นเรื่อยๆ            อย่างไรก็ตาม ในการพัฒนาเส้นทางเทคโนโลยีอุตสาหกรรม นอกเหนือจากตัวเทคโนโลยีเองแล้ว ระบบนิเวศของอุตสาหกรรมมักมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งโดยรวมแล้ว เนื่องจากห่วงโซ่อุตสาหกรรมของโครงสร้างแบบเรียงลำดับ Pi และ Transphorm ค่อนข้างปิด ระบบนิเวศอุตสาหกรรมของโครงสร้างเสริมแบบท่อเดี่ยวที่เปิดกว้างกว่าจึงค่อนข้างเฟื่องฟู ปัจจุบัน โรงหล่อหลายแห่งที่ให้บริการ OEM ทั้งในและต่างประเทศกำลังใช้เส้นทางการปรับปรุงกระบวนการแบบท่อเดี่ยว ผู้ผลิต IC การจัดการพลังงานปลายทางส่วนใหญ่ก็มุ่งเน้นไปที่โซลูชันเสริมแบบท่อเดี่ยวเช่นกัน ระบบนิเวศทั้งหมดค่อนข้างเป็นเอกภาพในเส้นทางเทคโนโลยีนี้ ในปัจจุบัน คาดว่าการพัฒนาเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนของห่วงโซ่อุตสาหกรรมเสริมแบบท่อเดี่ยวจะยังคงแข็งแกร่งขึ้นเรื่อยๆ และคาดว่าจะกลายเป็นเส้นทางเทคโนโลยีหลักในระยะสั้นถึงระยะกลาง      04       โซลูชันการใช้งาน ทรัพยากรด้านการวิจัยและพัฒนา และโอกาสต่างๆ
         
แกลเลียมไนไตรด์เป็นเทคโนโลยีที่กำลังพัฒนา ปัจจุบัน การออกแบบและการประยุกต์ใช้โซลูชันโดยรวมยังคงขับเคลื่อนโดยผู้ผลิตอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตไอซีจัดการพลังงานจำนวนหนึ่งได้ค่อยๆ เกิดขึ้นเพื่อสร้างโซลูชันที่มีชิปขับและชิปควบคุมเป็นแกนหลัก  ตารางที่ 2 ประเภทผู้เล่นหลักของ GaN  

หมวดหมู่		องค์กรตัวแทน	โครงสร้าง
GaN เด่น	กาน	อินโนเซค	กาน
		ระบบแกน	กาน
	GaN + การควบคุมไดรเวอร์	Pi	บรรจุภัณฑ์ GaN แบบควบคุมการขับเคลื่อน
		นาวิทัส	การขับเคลื่อน GaN ชิปเดี่ยว
ผู้นำด้านการจัดการพลังงาน	ไดรฟ์+ควบคุม	NXP	การควบคุม LLC
		บนเซมิคอนดักเตอร์	ระบบขับเคลื่อนโดยตรงและการควบคุม LLC
	GaN + การควบคุมไดรเวอร์	ดงเกะ	การขับเคลื่อน GaN เพื่อควบคุมบรรจุภัณฑ์
		ปี่อี้เหว่ย	ไดรเวอร์+GaN

บริษัทที่เน้นการผลิตแกลเลียมไนไตรด์และบริษัทที่เน้นการจัดการพลังงานมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกัน ข้อได้เปรียบหลักของบริษัทที่ผลิตอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ ได้แก่ การควบคุมทรัพยากรในห่วงโซ่อุปทานที่หายากของอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ ความเข้าใจในอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ที่ดีกว่า และข้อได้เปรียบจากการเป็นผู้บุกเบิกในการเปิดตัวโซลูชันที่เกี่ยวข้อง ข้อได้เปรียบหลักของบริษัทที่ผลิตชิปจัดการพลังงาน ได้แก่ ความสามารถในการออกแบบวงจรขับและควบคุม ประสบการณ์ในการออกแบบโซลูชันแหล่งจ่ายไฟ ความสามารถด้านเทคโนโลยีการปิดผนึก ACDC และทรัพยากรในห่วงโซ่อุปทานบรรจุภัณฑ์ และช่องทางลูกค้าแหล่งจ่ายไฟดั้งเดิม
เพื่อให้ได้โซลูชันแกลเลียมไนไตรด์ที่สมบูรณ์แบบ บริษัทผู้ผลิตแกลเลียมไนไตรด์บนพื้นฐานซิลิคอนไม่เพียงแต่ต้องผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ดีเท่านั้น แต่เทคโนโลยีวงจรขับและควบคุม รวมถึงโซลูชันแหล่งจ่ายไฟก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกันแกลเลียมไนไตรด์บนซิลิคอนเป็นบริษัทผลิตไฟฟ้า และในระยะแรกก็เป็นบริษัทจัดหาพลังงานด้วยเมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชันที่ใช้ซิลิคอน โซลูชันที่ใช้แกลเลียมไนไตรด์จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น แรงดันทนต่อเกตของอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ ความน่าเชื่อถือที่เกิดจากความถี่สูง และปัญหา EMI ประการที่สอง จำเป็นต้องใช้ประโยชน์จากข้อดีและตระหนักถึงคุณลักษณะของประสิทธิภาพสูงและขนาดเล็กของแกลเลียมไนไตรด์ในโครงสร้างแบบดั้งเดิมอย่างเต็มที่ ดังนั้น โซลูชันโดยรวมจึงต้องการ: 1. ความเข้าใจอย่างถ่องแท้ในคุณลักษณะของอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ และ 2. ความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบที่แข็งแกร่งในระดับโซลูชัน ทั้งสองส่วนนี้จำเป็นต้องเข้าใจซึ่งกันและกันอย่างถ่องแท้ (ต้องเข้าใจกันเป็นอย่างดี) และจำเป็นต้องร่วมมือและปรับปรุงซึ่งกันและกันในระดับการวิจัยและพัฒนา (ต้องสามารถบูรณาการการวิจัยและพัฒนาได้) เพื่อให้ได้โซลูชันด้านพลังงานที่ดีด้วยความร่วมมืออย่างเต็มที่ในการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ วงจรขับ และวงจรควบคุม เราจึงสามารถนำเสนอโซลูชันที่ดีได้เราเห็นว่าทั้ง Pi และ Navitas ต่างมุ่งเน้นการแก้ปัญหาข้างต้นภายในองค์กร และบริษัทผู้ผลิตแกลเลียมไนไตรด์บนซิลิคอนในประเทศก็กำลังสร้างระบบนิเวศการวิจัยและพัฒนาของตนเอง รวมถึงระบบนิเวศของบริษัทผู้ผลิตไอซีจัดการพลังงานด้วย สิ่งที่ต้องให้ความสนใจคือ บริษัท GaN-on-Si ในประเทศจะสามารถบรรลุความร่วมมือด้านการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับอุปกรณ์พลังงานและไอซีพลังงานได้อย่างไร และพวกเขามีทีมงานด้านโซลูชันพลังงานที่แข็งแกร่ง ประสบการณ์ทางเทคนิค และพันธมิตรด้านการวิจัยและพัฒนาที่ลึกซึ้งหรือไม่ นอกจากนี้ โซลูชันหลักในปัจจุบัน ได้แก่ Pi, Navitas และ Innosec ระดับการรวมชิปของทั้งสามบริษัทกำลังลดลงเรื่อยๆ ในจำนวนนี้ Pi ใช้แพ็คเกจตัวควบคุม ไดรเวอร์ และอุปกรณ์ GaN, Navitas ใช้การรวมไดรเวอร์และอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ในชิปเดียว และ Innosec ใช้ท่อแกลเลียมไนไตรด์แบบเดี่ยว ซึ่งนำมาซึ่งโซลูชันที่แตกต่างกันสามแบบโดยตรง ในปัจจุบัน โซลูชันของผู้ผลิตแหล่งจ่ายไฟหลักมุ่งเน้นไปที่สามประเภทข้างต้น ดังนั้น ความต้านทานต่อการยอมรับโซลูชันหลักจึงค่อนข้างน้อย โซลูชันที่แตกต่างนั้นต้องการระบบที่สร้างขึ้นเอง      05       ส่วนที่นอกเรื่องและบทสรุป

ปัจจุบันมีมุมมองต่างๆ ดังนี้: ประการแรก สายการผลิตแกลเลียมไนไตรด์ยังไม่ทำกำไร ประการที่สอง เกณฑ์เทคโนโลยีสำหรับแกลเลียมไนไตรด์ต่ำ และมีกำลังการผลิตในประเทศจำนวนมากที่อยู่ระหว่างการก่อสร้าง ในด้านเศรษฐศาสตร์ เมื่อมูลค่าผลผลิตโดยรวมเพิ่มขึ้น อัตราผลตอบแทนและอัตราการใช้กำลังการผลิตของแต่ละบริษัทก็จะสูงขึ้น เนื่องจากเป็นตลาดที่มีการแข่งขันไม่สมบูรณ์ สายการผลิตนี้จึงมีแนวโน้มที่จะทำกำไรได้มากกว่าโรงไฟฟ้าที่ใช้ซิลิคอนในระยะสั้นถึงระยะกลาง ในส่วนของกำลังการผลิต ปัจจุบันมีโครงการกำลังการผลิตแกลเลียมไนไตรด์ที่ใช้ซิลิคอนจำนวนมากที่สื่อประกาศออกมา หากคุณสนใจ คุณสามารถตรวจสอบทีละโครงการได้ มีกำลังการผลิตที่ใช้งานได้จริงกี่แห่ง และคาดว่าจะมีกำลังการผลิตที่ใช้งานได้จริงในอีกสองถึงสามปีข้างหน้ากี่แห่ง ผมจะไม่ลงรายละเอียดในที่นี้  เทคโนโลยี GaN บนซิลิคอนเป็นสาขาใหม่ที่กำลังพัฒนา ปัจจุบันการพัฒนาเทคโนโลยีจากอุปกรณ์ไปสู่โซลูชัน และการสร้างห่วงโซ่อุปทานต้นน้ำที่มั่นคงและคุ้มค่าเป็นเรื่องยากมาก บริษัทและทีมงานในด้านนี้ก็มีจำนวนน้อยมากเช่นกัน  

ตราบใดที่บริษัทสามารถแก้ไขปัญหาข้างต้นได้เป็นอย่างดี บริษัทนี้จะเป็นบริษัทผลิตแกลเลียมไนไตรด์บนซิลิคอนที่หาได้ยาก ซึ่งไม่จำกัดอยู่แค่รูปแบบธุรกิจ ภูมิหลังขององค์กร ขนาดเวเฟอร์ และเส้นทางทางเทคนิคสำหรับการปลูกผลึกและการผลิตอุปกรณ์

ข้อสงวนสิทธิ์: บทความนี้พิมพ์ซ้ำจาก "Three Meters Deep" บทความนี้เป็นเพียงความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนเท่านั้น และไม่ได้แสดงถึงความคิดเห็นของ Sacco Micro และอุตสาหกรรม การพิมพ์ซ้ำและการเผยแพร่มีจุดประสงค์เพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญา โปรดระบุแหล่งที่มาและผู้เขียนต้นฉบับก่อนนำไปพิมพ์ซ้ำ หากพบการละเมิดลิขสิทธิ์ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

หมายเลขโทรศัพท์ของบริษัท: +86-0755-83044319
โทรสาร: +86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 ผู้จัดการหลี่

QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว

ที่อยู่: ห้อง 809 อาคาร C อาคารเทคโนโลยีจ้านเทา เลขที่ 1079 ถนนหมินจือ เขตหลงหัวใหม่ เมืองเซินเจิ้น