蘋果明年會推出「氮化鎵快速充電」技術嗎？台積電外包代工

2022-03-16 256

為何台積電首次將生產流程外包給LED工廠？原來，這背後的原因是為了迎接明年即將推出的「氮化鎵快充」熱潮。

　　
目前在販售的iPhone 12，蘋果粉絲打開包裝盒後會發現：不僅耳機不見了，就連被戲稱為「豆腐頭」的USB充電器也消失了。
　　
蘋果聲稱此舉是出於環境因素考慮，其競爭對手三星曾在官方Facebook頁面上嘲諷過這項說法。但不久前，一份洩漏的三星資訊顯示，三星也將效法此舉。預計明年1月發表的最新Galaxy手機將不再配備充電器。
　　
換句話說，光是明年，全球市場上至少就有數億個免費充電器可能消失。由此引發的蝴蝶效應是，由昂貴稀有半導體材料製成的充電器將迅速普及。
　　
「蘋果率先行動，三星緊隨其後。他們沒有免費贈送，所以每個人都必須去商店購買。人們會購買價格更高的快充充電器，這些充電器體積更小，便於攜帶，」一位美國券商的分析師表示。
　　

損耗低、體積小的氮化鎵充電器將加速普及。

蘋果粉絲如果走進手機配件店，就會發現號稱充電速度比蘋果原廠充電器快一半以上的「氮化鎵快充」充電器越來越常見。例如，美國AUKEY、中國小米等品牌都有相關產品。
　　
據富萊資本首席經濟學家張明傑稱，包括主要充電器品牌安克爾在內的30家製造商已推出超過66款氮化鎵充電器。
　　
一位半導體行業的高管解釋說：“明年，快速充電器的數量可能會達到每月數千萬個。市場規模巨大，因此世界各地很多人都在湧入這個領域。”
　　
它們大多配備了由美國新創公司 Navitas 生產的氮化鎵功率晶片，這些晶片由台積電 (TSMC) 製造。
　　
「氮化鎵」（GaN）屬於目前引發熱議的第三代半導體材料。它具有能量轉換效率高、損耗低、尺寸小等特性。
　　
事實上，在今年的台積電股東大會上，當法律代表詢問市場熱門的“氮化鎵”晶圓代工工藝時，台積電總裁魏哲佳承認台積電“目前處於小規模生產階段”，但他預計氮化鎵未來將得到廣泛應用。

一位半導體產業資深主管指出，台積電目前在 6 吋晶圓廠生產矽上氮化鎵 (GaN-on-si) 晶片。
　　
然而，蘋果和三星並未提供充電器，這引發了對氮化鎵充電器的熱潮。這齣乎意料地導致產能充足的台積電不得不將生產流程外包給LED製造商晶元光電。
　　
天風國際證券分析師郭明錤的一份報告顯示，晶元光電有機會從台積電訂購氮化鎵外延矽晶片（外延晶片），預計將於 2021 年第二季出貨。
　　
由於蘋果計劃在2021年推出自家的「氮化鎵快速充電」技術，NanoVis也將為其提供電源晶片，但台積電的氮化鎵外延產能有限。他預測，台積電會將NanoVis的氮化鎵外延晶片訂單外包給晶元光電。

　　
台積電將其製造流程外包給晶元光電，而晶元光電的來源已被追溯。
　　

一些媒體進一步披露，台積電甚至購買了該設備並將其放置在京電竹材竹南工廠，允許京電竹材透過專利許可進行生產。
　　
這則訊息乍聽起來可能難以置信。台積電首次將生產流程外包，外包的竟然是一家LED工廠？
　　
一位台積電前製程主管解釋說，所謂的「外延矽晶圓外包」是指台積電首先要求晶元光電在矽晶圓上鍍上一層氮化鎵，「然後將其送回台積電生產用於手機快速充電器的電源管理集成電路」。
　　
晶元光電是台灣領先的LED製造商，而氮化鎵外延技術原本是LED的關鍵製造流程之一，因此自然能夠接受訂單。
　　
「我們已正式簽署保密協議，不予置評。」晶元光電董事長李秉傑不願回答《世界》雜誌關於台積電外包的詢問，僅表示晶元光電確實擁有類似技術。
　　
他表示，氮化鎵的材料特性，例如功率密度、穩定性、導熱性和能量轉換效率，都優於傳統的矽基元件，使其成為理想的微波頻率功率放大器。過去，它最常見的應用是在大型設備中，例如5G基地台設備。未來，它將被引入大量的3C電子產品充電器。
　　
李冰潔認為，世界各地的充電器將逐漸形成一個標準規範：100瓦、三埠、Type-C（可同時支援筆記型電腦、手機和平板電腦）將成為全球標準。
　　
因此，傳統充電器的體積將會大幅縮小。「如果採用第三代半導體材料，充電器的體積可以縮小到原來的三分之一左右。」李炳傑用手比劃了一下，大約只有2立方英寸。
　　
但令人好奇的是，台積電是什麼時候開始投資氮化鎵製程技術的？
　　
大約在2009年，台積電積極進軍非營利業務以外的新興綠色能源領域，包括摩特科技的薄膜太陽能電池和LED固態照明。當時台積電固態照明總經理譚長林來自晶元光電。但這兩家業務最終都以失敗告終。 2015年，台積電將固態照明業務賣給了晶元光電。
　　
一位半導體業者透露，當年台積電固態照明成立時，台積電固態照明最初有 380 名員工，其中 200 多人去了晶元光電。