苹果明年会推出“氮化镓快速充电”技术吗？台积电外包代工

2022-03-16 256

台积电为何首次将生产流程外包给LED工厂？原来，这背后的原因是为了迎接明年即将推出的“氮化镓快充”热潮。

　　
目前在售的iPhone 12，苹果粉丝打开包装盒后会发现：不仅耳机不见了，就连被戏称为“豆腐头”的USB充电器也消失了。
　　
苹果声称此举是出于环境因素考虑，其竞争对手三星曾在官方Facebook页面上嘲讽过这一说法。但不久前，一份泄露的三星信息显示，三星也将效仿此举。预计明年1月发布的最新款Galaxy手机将不再配备充电器。
　　
换句话说，仅明年一年，全球市场上至少就有数亿个免费充电器可能消失。由此引发的蝴蝶效应是，采用昂贵稀有半导体材料制成的充电器将迅速普及。
　　
“苹果率先行动，三星紧随其后。他们没有免费赠送，所以每个人都必须去商店购买。人们会购买价格更高的快充充电器，这些充电器体积更小，便于携带，”一位美国券商的分析师表示。
　　

损耗低、体积小的氮化镓充电器将加速其普及。

苹果粉丝如果走进一家手机配件店，就会发现号称充电速度比苹果原装充电器快一半以上的“氮化镓快充”充电器越来越常见。例如，美国AUKEY、中国小米等品牌都有相关产品。
　　
据富莱资本首席经济学家张明杰称，包括主要充电器品牌安克尔在内的30家制造商已推出超过66款氮化镓充电器。
　　
一位半导体行业的高管解释说：“明年，快速充电器的数量可能会达到每月数千万个。市场规模巨大，因此世界各地很多人都在涌入这个领域。”
　　
它们大多配备了由美国初创公司 Navitas 生产的氮化镓功率芯片，这些芯片由台积电 (TSMC) 制造。
　　
“氮化镓”（GaN）属于目前引发热议的第三代半导体材料。它具有能量转换效率高、损耗低、尺寸小等特点。
　　
事实上，在今年的台积电股东大会上，当法律代表询问市场热门的“氮化镓”晶圆代工工艺时，台积电总裁魏哲佳承认台积电“目前处于小规模生产阶段”，但他预计氮化镓未来将得到广泛应用。

一位半导体行业资深高管指出，台积电目前在 6 英寸晶圆厂生产硅上氮化镓 (GaN-on-si) 芯片。
　　
然而，苹果和三星并未提供充电器，这引发了对氮化镓充电器的热潮。这出乎意料地导致产能充足的台积电不得不将生产流程外包给LED制造商晶元光电。
　　
天风国际证券分析师郭明錤的一份报告显示，晶元光电有机会从台积电订购氮化镓外延硅晶片（外延晶片），预计将于 2021 年第二季度出货。
　　
由于苹果公司计划在2021年推出自家的“氮化镓快速充电”技术，NanoVis也将为其提供电源芯片，但台积电的氮化镓外延产能有限。他预测，台积电会将NanoVis的氮化镓外延芯片订单外包给晶元光电。

　　
台积电将其制造流程外包给晶元光电，而晶元光电的来源已被追溯。
　　

一些媒体进一步披露，台积电甚至购买了该设备并将其放置在京电竹材竹南工厂，允许京电竹材通过专利许可进行生产。
　　
这条消息乍听起来可能难以置信。台积电首次将生产流程外包，而且外包的竟然是一家LED工厂？
　　
一位台积电前工艺主管解释说，所谓的“外延硅晶圆外包”是指台积电首先要求晶元光电在硅晶圆上镀上一层氮化镓，“然后将其送回台积电生产用于手机快速充电器的电源管理集成电路”。
　　
晶元光电是台湾领先的LED制造商，而氮化镓外延技术原本就是LED的关键制造工艺之一，因此自然能够接受订单。
　　
“我们已正式签署保密协议，不予置评。”晶元光电董事长李秉杰不愿回答《世界》杂志关于台积电外包的询问，仅表示晶元光电确实拥有类似技术。
　　
他表示，氮化镓的材料特性，例如功率密度、稳定性、导热性和能量转换效率，都优于传统的硅基元件，使其成为理想的微波频率功率放大器。过去，它最常见的应用是在大型设备中，例如5G基站设备。未来，它将被引入到大量的3C电子产品充电器中。
　　
李冰洁认为，世界各地的充电器将逐渐形成一个标准规范：100瓦、三端口、Type-C（可同时支持笔记本电脑、手机和平板电脑）将成为全球标准。
　　
因此，传统充电器的体积将大幅缩小。“如果采用第三代半导体材料，充电器的体积可以缩小到原来的三分之一左右。”李炳杰用手比划了一下，大约只有2立方英寸。
　　
但令人好奇的是，台积电是什么时候开始投资氮化镓工艺技术的？
　　
大约在2009年，台积电积极进军非主营业务以外的新兴绿色能源领域，包括摩特科技的薄膜太阳能电池和LED固态照明。当时台积电固态照明总经理谭长林来自晶元光电。但这两个业务最终都以失败告终。2015年，台积电将固态照明业务出售给了晶元光电。
　　
一位半导体行业人士透露，当年台积电固态照明成立时，台积电固态照明最初有 380 名员工，其中 200 多人去了晶元光电。