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power integrations 在 股民當家 幸福理財 Facebook 的最佳貼文
決定台灣未來的SiC、GaN
2021/1/11(一)大家早,我是 LEO
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■ 什麼是SiC 及GaN
碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)現在全世界矚目的焦點,全新的第三代半導體材料,相較於第一代半導體材料的矽(Si)、第二代半導體材料的砷化鎵(GaAs)相比,承受更高電壓,電流更快通過,具有低耗能等優點,兩者都被稱為未來半導體界的明日之星。
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也許有些人還不知道什麼是半導體,一般的材料導電或不導電(絕緣)分成導體與非導體(絕緣體),半導體它厲害的地方在於,將它施加電壓時就會導電、不施加電壓時就會絕緣-不導電,導電與否的能力就是由材料的傳導性質所決定,光是這個發現就得了一個物理諾貝爾獎。
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碳化矽、氮化鎵兩者都是未來半導體的關鍵材料,節能減碳的趨勢,各種未來的新興產業,快速充電、車用LiDAR、資料中心、無線充電、電動車、太陽能發電、直流電網、充電樁…等應用都需要高轉換效率的功率半導體。
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■ 寬能隙半導體
為什麼碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)被稱為「寬能隙半導體」,因為它的能隙是Si的三倍多,崩潰電場是Si十倍多,能隙(bandgap)決定了半導體的崩潰電場,就是能承受住多大的電壓,能隙越寬,越能耐高電壓、高電流、高能源轉換效率,矽的能隙寬約是1.17 eV,SiC的能隙寬為3.26 eV,GaN的為3.5eV。
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兩者相比氮化鎵能隙更寬,電子遷移率更高,但熱導率卻更低,耐輻射性能也更優異,被認為更有機會實現低導通電阻、高開關速度的材料。
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■ 全世界競相押寶發展
日本是全球第一個研發氮化鎵的國家,去年10月日本經濟產業省傳出全力發展氮化鎵,5年內撥款90兆日圓 (約25.2兆台幣),動用國家隊力量,資助研發氮化鎵的大學與企業。
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但是,目前碳化矽發展比氮化鎵更成熟,市場研究機構Yole Developpement估計,到2025年SiC元件市場營收將佔據整體電力電子市場的10%以上,同時GaN元件的營收比例則會超過2%。
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SiC元件的知名供應商包括意法半導體(ST)、Cree/Wolfspeed、羅姆(Rohm)、英飛凌(Infineon)、安森美(OnSemi)以及三菱(Mitsubishi Electric),GaN元件的主要供應商,包括PI (Power Integrations)與英飛凌,還有新創公司Navitas Semiconductor、Efficient Power Conversion (EPC)、GaN Systems與Transphorm。
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■ 領頭羊科銳Cree的決心
目前全球SiC龍頭Cree美商科銳,過去30年原本是 LED的領導廠商,全球排名第三,2018年起轉型發展第三代半導體碳化矽材料,並出售LED賺錢業務,下定決心,立志在成為碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)元件領域的強權,2018年EPS -2.81元,2019年 -3.62元,2020年 -1.78元,跨入SiC後大量資本資出,甚至虧損累累,但是最近一年卻飆漲 137%,股價更飆上121.67美元,創歷史新高。
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由此可見市場現在高度期待的是未來電動車、5G、軌道交通、電網、太陽能的廣泛應用,甚至有朝一日全面取代矽基半導體,試想虧錢就飆成這樣,如果開始獲利,股價可能會漲到外太空。
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目前SiC元件最成功的市場領域在電動/混合動力車市場,GaN元件應用於高階智慧型手機的快速充電應用,將成為未來五年的成長主力,Tesla Model 3就採用意法半導體(STM)的SiC半導體模組。
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■ 台灣半導體射月計畫
不管是日本、美國、歐洲、甚至中國都全力發展第三代半導體材料並列入145計畫,除了電動車、節能應用,SiC跟國防、航太有都關係,Si元件工作溫度上限是攝氏100度,SiC可以到200度,特殊設計可以到300度。
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SiC抗輻射,可應用在核電廠,NASA也應用在太空科技上,這種技術國外不可能轉給台灣,政府要求工研院投入研發,成功後把技術和人才完全移轉給漢磊與嘉晶,因為當時只有他們率先投入,這就是台灣的半導體射月計畫。
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■ 漢磊、嘉晶佈局最早
經過8年多的耕耘、著墨最深,領先其他廠商,嘉晶(3016)是國內唯一有能力量產4吋、6吋碳化矽磊晶及6吋氮化鎵磊晶的公司,擁有磊晶專利技術,品質也獲得國際IDM大廠認可。6吋碳化矽晶圓已在試產階段,客戶端電動車需求最大,只要通過驗證,就開始出貨、貢獻營收。
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漢磊(3707),它的650伏特高壓氮化鎵已經通過電動車的車用標準認證,並且開始逐漸導入,吸引國外與台灣多家電動車相關業者洽談合作,未來電動車對SiC、GaN有很高的需求,就連環球晶董座徐秀蘭也表示:估計未來十年內第三代半導體,複合成長率不會輸給現有矽晶圓。
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國際IDM大廠英飛凌、瑞薩、意法半導體,車用營收占比明顯攀升,禁售其柴油車的趨勢就在眼前,國際IDM廠庫存降低,委外代工將更為明顯,甚至漲價,營運動能一路旺至今年上半年,漢磊及嘉晶將優先受惠!
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此外,中美晶(5483)投資35億元,入主砷化鎵晶圓代工廠宏捷科(8086),投入氮化鎵的製程開發,期望能達成互補效應,發展潛力也值得關注。
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power integrations 在 TechTeller Youtube 的最佳貼文
#充電器 #氮化鎵 #iphone12充電 #gan #pd充電
‼️ 影片未經授權,禁止轉載 ‼️
【影片快轉】
00:00 iPhone12不再附豆腐頭充電器?
00:36 蘋果為何要用PD充電 (USB Type-C)
01:20 氮化鎵元件供應商(Navitas, PI, Innoscience)
01:47 Navitas介紹
02:20 Power Integrations介紹
03:11 Innoscience介紹
03:34 各品牌快充技術與協議介紹
03:53 USB PD快充
04:28 Baseus 65W 氮化鎵充電器簡介
05:22 Xiaomi 65W 氮化鎵充電器簡介
06:14 Anker 60W PowerPort Atom III 氮化鎵充電器簡介
07:18 AUKEY Omnia (PA-B)系列 氮化鎵充電器簡介
08:27 【實測比較】充電效能測試(MacBook,Windows筆電,iPad Pro,iPhone)
10:22 【實測比較】外觀比較
11:35 【實測比較】折腳插頭比較
12:31 【實測比較】便攜性
12:58 【實測比較】組裝品質與內在拆機做工比較
14:32 【實測比較】安全與安規檢驗
16:04 【實測比較】快充協議
16:18 【實測比較】孔位比較
17:00 四款產品總結與適合的用戶
iPhone12 未來標配不附上充電器?聽說會把5V 1A的小白豆腐頭拿掉了。那麼iPhone使用者如果要獲得快速的充電效率,最佳的解決方式就是買顆PD充電器了,到底什麼是PD充電器? 什麼又是GaN氮化鎵快充 充電器?讓科技說 嚴選評測4款給你看!
我們將比較充電效能、散熱溫度測試、外觀、折角插頭設計易用性、便攜性、做工組裝品質、安全性、充電協議..等做全方位的比較
選手1 : Baseus 65W 2C1A (俗又大碗, 做工耐用欠佳 / 安卓先決, 充電效能表現還不賴)
倍思:倍思的2C1A配置是我認為非常泛用的,快充協議也較廣泛,蠻適合安卓手機的用戶選購,如果插座空間較小,方形的設計也比較不占空間。可惜倍思在做工上我認為還有很大的改善空間,較不扎實的折疊插腳與穩固性,耐用度上還有很大的觀察空間。如果是追求耐用度的人,在這部分可能需要斟酌選購。
購買連結 - https://bit.ly/31bLWu6
選手2 : 小米65W (小米用戶最適配,CP值頗高 期待進入台灣市場)
主打CP值的小米首先推出了GaN氮化鎵充電器的第一槍!小米的充電協議頗完整,在效率表現上也很好,重要的是支援小米自家最高50W的特規極速快充,很適合小米用戶。不過少了方便的摺疊插腳,另外只有1 Type-C的配置是比較可惜的部分。在四款中的充電效率與散熱表現屬於中等,相對走CP值路線。希望未來小米也能推出更多孔位的充電器,來滿足更多元的用戶需求。
購買連結 - https://bit.ly/3f7BLfm
選手3 : Anker PowerPort Atom III (散熱表現最佳 品質穩定與肯定)
Anker的品質非常穩定,是有受到蘋果原廠認證的配件廠,Atom III在組裝品質、摺疊插腳扎實度、快充協議支援性都有非常好的表現,是追求品質的好選擇。不過較大的體積讓氮化鎵的優勢沒有體現出來,Type-C的輸出也僅到45W,在充電效率與攜帶性上略遜於另外3款充電器。不過在散熱上真的表現非常卓越,是一款品質相當精良的好充電器,當然也會反應在價格上。
購買連結(暫無代理,代購連結) - https://bit.ly/2FEF8Nl
選手4 : Aukey Omnia (PA-B) GaN Series (豐富系列,蘋果用戶最推系列 耐磨質感外觀)
AUKEY的做工與Anker相同都非常扎實,組裝品質好而且他的折疊插腳我認為是最優秀的,在手感與扎實度都很棒。外觀上也是AUKEY也是加分,其他充電器有些微使用後就容易有使用痕跡,AUKEY的霧面磨砂設計在使用一段時間後依然跟新的差不多沒有痕跡。追求外觀與品質的你很適合AUKEY PA的氮化鎵充電器。另外AUKEY是唯一有做出完整系列的品牌,可以挑選到適合各種使用習慣的充電器。不過在大多系列產品中,充電協議上只支援PD3.0是比較可惜的,安卓用戶大多只能支援到18W或15W左右的快充,但蘋果用戶較沒有這個問題,因此AUKEY Omnia系列我會推薦給追求品質與外觀及充電速度的蘋果用戶
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