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砷化鎵的狂熱 P.26

砷化鎵的狂熱 P.26

隨著無線通訊市場的蓬勃發展,無線通訊科技中最重要的核心零件之一砷化鎵元件產業,這一、二年來也成為國際最熱門的技科產業,美國 Triquint Semi、RFMicro ……等等大廠的股價,在一年之間,股價一路從個位數挺進到數百美元的價位,一片片比矽晶片還薄的砷化鎵晶片,正在打造著一個個更為貴重的產業傳奇。

台灣有望締造無線通訊產業傳奇

而這股砷化鎵熱潮,如今也已悄然登陸台灣。在台灣透過矽晶打造傲人的PC產業傳奇之後,許多人在這波通訊熱潮中,也將目光焦點鎖定在砷化鎵的領域上,希望不久的將來,台灣也能像PC一樣,成為無線通訊產業的大國。

而究竟什麼是砷化鎵( GaAs )呢?簡單來講,砷化鎵同矽晶一樣,都是用以製造IC的基本材料,兩者間的差異,在於砷化鎵的電子傳輸速度快,且具高頻傳輸(砷化鎵IC可應用在1GHz以上無線通訊傳輸,而矽晶IC僅能應用在1GHz以下無線傳輸)及低耗能的特性,因此砷化鎵特別適合作無線通訊科技的應用,不論是軍事科技上的如軍用高頻通訊、雷達、導彈飛彈、間諜衛星、電子戰爭,到如今最熱門的行動電話上,砷化鎵都得一展長才。


無線通訊宣布砷化鎵時代來臨

事實上,砷化鎵不僅應用在現今大哥大通訊的市場上,舉凡頻率超過1GHz以上的無線傳輸,如所謂大哥大 GSM1800 系統,其頻率即 1.8 GHz,以及將來的CMA系統等通訊系統, 都幾乎必須使用砷化鎵作射頻( RF RadioFrequency )IC(產業界另有以矽化鍺做高頻傳輸之開發),用以發射及接收高頻傳輸的訊息,也因此,在無線通訊領域上,砷化鎵幾乎扮演靈魂核心的角色。

除此之外,砷化鎵高頻傳輸的特性,使得它未來電腦與電腦間的無線區域網路(WLAN,Wireless Local Area Network )、用以固網長途無線傳輸的無線本地迴路( WLL,Wireless Local Loop ),乃至於光纖通訊、衛星通訊、點對點通訊、衛星直播、有線電視、數位電視應用、汽車導航系統、汽車防撞系統及光電元件 LED 元件等等,都是得應用砷化鎵, 全球市場正以三○%以上的年增率快速增長,換言之,無線通訊時代的來臨,幾乎可稱得上是砷化鎵時代的來臨。

由於看好全球通訊市場成長趨勢及砷化鎵產業的發展潛力,國內近年來有愈來愈多材料工程學人回國投入砷化鎵相關產業。就此產業最上游的部分,為生產磊晶片的業者,其代表性的廠商為近來極為搶眼的博達科技及全新光電,其中,博達科技主要的技術核心為中科院出身的彭進坤,全新光電則由交大博士林昆泉領軍,另外,同屬交大幫以詹世雄為主的技術團隊,亦成立了一家連威科技,將投入砷化鎵磊晶片的生產。

在IC設計部分,國內則呈現百家爭鳴的情況,主要的公司及技術核心包括了藍桂騮(原在美國休斯公司服務)創立的和茂、上櫃公司鈺創科技轉投資成立的聿勤、 黃和鐘(原任美國 Comsat 公司)的和康、黃益三(原任美國 TRW 公司)的聯邦國際(三重幫投資)、陳咨吰(原任美國 TRW 公司)等等,另外, 屬IC製造廠的漢威光電(技術核心為沈義德、羅世灝)及全訊科技(技術核心為張全生,原任美國 Celeritek 公司),本身亦具IC設計能力。

至於在IC製造及代工廠部分, 除了漢威光電及全訊科技外,由美國 Rockwell公司返國的祁幼銘及美國 TRW 公司出身的吳展興, 亦分別在南科及林口成立宏捷及穩茂,積極切入IC代工市場;另外,由美國休斯公司出身,在美成立GCS公司的吳國禎亦積極準備回台灣設廠。

IC生產之後的封裝市場部分,國內有能力並已介入這市場者,包括了菱生、同欣、國碁、環隆、華泰、麥瑟,測試部分目前則有宇通全球及宏測等二家業者介入。


整個砷化鎵產業雛形初具規模

就整個產業結構,國內目前在砷化鎵應用科技的相關產業上,無論是自最上游的磊晶片廠,到下游的封裝、測試,已建構了整個砷化鎵產業雛形,而其所投入的人力,更可稱得上是這一、二十年來台灣出身的砷化鎵產業菁英,幾乎都已返投入這項行列。也由於國內愈來愈多人投入砷化鎵相關產業,使得國內投資界興起新的念頭,究竟砷化鎵產業會不會繼台灣在PC之後造就通訊產業王國的動力?而台灣在砷化鎵產業的「台積電」、「聯電」又是誰呢?

就產業發展結構而言,現今台灣在砷化鎵領域所建構的體系,確有幾分當年矽IC的味道,不過,衡量台灣現在的無線通訊工業基礎,要想建立起如同矽晶般的台灣傳奇,恐怕還有一段相當艱辛的路要走。

就最上游的磊晶片業者而言,現今國際市場因磊晶片缺貨嚴重,具立即性的市場需求,因此,只要能做得出磊晶片,基本上有其市場性,這其中尤以MOCVD製程屬化學變化,不是光引進生產設備即可生產,而必須投入更多的心力去研究開發, 技術難度最高,目前全世界僅有美國 Kopin 等極少數廠具有此項技術,但因其具生產成本上的優勢,加上下游產品HBT廣泛應用在大哥大手機上,市場性最被看好,因此,國內磊晶片廠若真能在MOCVD製程上開創出一番新格局,未來將有絕對的市場競爭優勢。

至於磊晶片的另一種製程MBE,採物理光學方式生產,生產技術較為成熟,相較於MOCVD而言,量產門檻較低,成功機會較高。但其運用高真空的製程,使其生產成本較高,產業進入門檻相對較低,國際上已有許多新加入的競爭者,市場競爭性較大,任何一家公司的產能均不代表實際產量,要成功必須仰賴良好的行銷策略搭配。

至於屬下游產業的封裝測試部分,在國際砷化鎵產業分工上,這類屬於相對低附加價值的產業,原本亞洲國家就具市場競爭力,以台灣在矽晶產業所培植基礎技術能力,要切入封裝的市場,除了極少數必須運用陶瓷封裝的產品外,技術門並不算高,台灣業者在這方面應具市場潛力。而專業測試廠部分,因砷化鎵產業屬起步階段,中小型IC廠甚至是自行封裝測試,但未來隨著產業的發展,產業垂直分工整合後,測試廠也應有不錯的市場。


產業發展之路艱辛 障礙待突破

就目前台灣砷化鎵產業界投入最多人力的IC設計及生產部分,相較於上游的磊晶廠、下游的封裝測試廠,台灣業者想在這方面展現競爭優勢,所要克服的瓶頸似乎更高,產業發展之路更艱辛,但相對的,由於未來砷化鎵的應用廣被看好,只要能突破障礙,發展前景也是最具想像空間的。

首先就IC的設計部分而言,不同於矽晶技術的成熟與用途的多樣性,現階段砷化鎵應用最具市場性的,當首推大哥大手機的市場,國際市場上設計公司的主要戰場,也是在手機市場。但目前手機市場各相關IC的規格、功率等,均掌握在諾基亞、易利信、摩托羅拉等系統大廠手中,因此,若拿不到系統大廠的單子,幾乎根本搭不上這波大哥大手機熱潮列車。

以此角度衡量台灣的IC設計廠,由於台灣算是這幾年才真正切入無線通訊產業,在全球無線通訊產業中,離這些通訊系統大廠相當「遙遠」(或可說是系統大廠對台灣無線通訊產業業者相當陌生),要想爭取到系統大廠單子並不容易。不過,國內手機製造商||明碁積極研發自有品牌,或可提供業者另一切入手機市場的途徑。

另外在IC製造廠部分,基本上所面臨的最關鍵問題,與IC設計廠相同,均是與系統大廠太過遙遠。台灣砷化鎵IC製造廠要走出自己的路,除了從大哥大手機以外的產品著手,伺機爭取國際大廠OEM的機會,並從中提升生產研發技術水準,進而與國際系統大廠搭上線,早日爭取到國際大廠的認證、採購外,寄望明碁能否更上層樓,提供周邊廠商生產機會,並藉此登上國際舞台,亦為IC製造廠所企盼。

台灣IC廠另一個發展的機會,則是尋求與大廠合作的機會。就目前國人現有的廠商而言,漢威光電及全訊尖端科技,均已具設計、生產砷化鎵IC的能力,其中漢威光電之MESFET產品已在市場行銷多時,近來亦積極研發HBT領域,並切入大哥大手機市場,能否成功仍待觀察;至於全訊尖端科技相關產品現屬小量接單情況,預計今年內產能可逐步提高,大哥大手機市場仍等待機會來臨。至於宏捷若能把握市場時機,爭取到國外大廠代工訂單,亦有在砷化鎵界立足的機會。


歸國學人紛紛帶著技術回國

目前在大哥大手機市場蓬勃發展的帶動下,國內正萌芽起步的砷化鎵產業也搭上這波熱潮,在通訊產業將是PC之後明日產業的憧憬,投資大眾寄予砷化鎵產業如同矽晶產業般的無限想像空間,不過,相對照於當年矽晶IC產業在台灣的發展模式,與時下今日台灣砷化鎵IC產業,兩者之間似乎存在不少差異處,而這些差異點是否將成為產業技術瓶頸,國內似乎應更理性看待此問題。

首先就產業移植模式而言,雖然當今砷化鎵廠與當年矽晶廠一樣,是歸國學人帶著先進技術結合國內充沛的資金投資設立,不過,當年矽晶廠除了核心技術人員帶回來的技術外,並帶回國外大廠的支援;相對應之下,現今砷化鎵產業普遍缺乏大廠的技術支援,許多周邊及後援技術也都留待國內自行研發突破。

另外,相較於矽晶IC產業,國內通訊產業專業技術相對貧乏,現今在檯面上主事的專業人才,大多集中在材工及電路設計的專才,但砷化鎵IC產業的精密,已到達連封裝材質都可能對IC功率產生影響,因此,就國外IC設計、製造大廠,都是結合材工、電路設計、材料應用等專業團隊進行研發,相較於國內獨木硬撐大局的情況,國內產業似乎有強化研發團隊的迫切性。

就整個產業趨勢而言,砷化鎵產業確實是最具爆發潛力的明日產業之一,台灣在無線通訊時代剛啟動的今天,毫不遲疑地切入,基本上是捉住了產業發展的脈,隨著未來無線通訊技術日益廣泛應用,確有豐富的想像空間。不過,台灣相較於歐美各國,乃至於鄰近的日本及韓國,在無線通訊產業上基礎相對落後,雖不乏國際頂尖的專業科技人才,但在普遍缺乏外在基礎產業、技術人才的配合下,發展之路恐相當艱辛,未來能否把握旺盛的市場需求一舉成功,除政府產業政策上的配合外,更端賴業者的努力。

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