第三類半導體 老舊6、8吋晶圓廠脫胎換骨良藥？
- 黃女瑛／台北
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就功率元件來看，矽基絕緣柵雙極電晶體（IGBT）在工業、車用領域供貨仍吃緊，且主流IDM廠一路看好其長期需求；只是這波缺貨，沒有吸引太多6、8吋晶圓廠投入IGBT擴產行列。
業者指出，過往多數在評估6、8吋晶圓廠，傾向朝IGBT發展，因為廠房折舊後陸續攤提，「老廠新用」相當符合需求穩定、講究成本的IGBT，但第三類半導體氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）在這段過程中橫空出世，使老舊晶圓廠捨棄創造最後的利用價值，轉而決定脫胎換骨，重啟「全新人生」。
首先，近幾年第三類半導體快速崛起，不論是GaN的消費性快充頭，或由純電動車龍頭Tesla率先領軍導入的SiC均有實績，再加上耐受大電流、高壓電、高頻率等潛力，都不亞於IGBT，彎道超車氣勢十足；其次是，近三年車用晶片短缺，讓市場更清楚未來車需求潛力，更何況5G、人工智慧物聯網（AIoT）、新能源等也備受期待。
這使得諸多6吋或8吋晶圓廠，傾向轉型第三類半導體，好來個「脫胎換骨」。其中，又以鴻海的SiC廠鴻揚最具代表性，尺寸適用6、8吋，並以供應車用為最終里程碑；此外，還有傳聞即將加入的茂矽。
其實，工、車用IGBT被認為到2024年都會陷入供貨吃緊，即使GaN、SiC可能分食未來市場，IGBT發展仍受肯定，畢竟成本競爭最佳，即使這波缺貨未激起6、8吋晶圓廠投入擴產行列，也有12吋廠已生產IGBT。
業者表示，6、8吋廠未跨足IGBT的另一個原因，在於其門檻不低。IGBT雖是成熟技術，卻一直由龍頭英飛凌（Infineon）、安森美（Onsemi）、意法半導體（STM）、日本東芝（Toshiba）、三菱（Mitsubishi）等挑大樑，其他新進業者廠要切入並不容易，尤其工業、車用功率因應大電流、高電壓、高可靠性，還要低損耗、高頻率、功能整合等。
當下12吋廠生產IGBT，對業界來說，挑戰仍比6、8吋廠還要大，主要在於材料、製程成本相對昂貴。
業者認為，在12吋打出漂亮一仗的主因，仍是套用老廠新用原則。例如，英飛凌、安森美等均在價格低點購併12吋廠，轉生產IGBT。2019年，聯電購併與富士通半導體（FSL）合資的12吋晶圓代工廠三重富士通半導體（MIFS）成立USJC，搭上近三年車用IGBT缺貨潮、近期已交貨合作的電裝（Denso），其為豐田汽車（Toyota）首要一級代工廠（Tier 1）。
英飛凌新建的12吋廠投入IGBT生產，才是真考驗，勝算仍然很大，主因是其在各應用領域擁有龐大且穩固出海口，尤其是工、車用等。
同樣用12吋廠生產IGBT的還有中國，因其為全球最大IGBT市場，但近期中媒統計，中國整體IGBT元件自給率不到20%，高階工、車用領域則不到10%；而在地緣政治考量及自給自足目標下，其積極布局垂直整合。
半導體業者補充，IGBT在設計上只有10多道程序（Layer），若IGBT終端需求減弱，產能難以轉向其他邏輯（Logic）或特殊製程，所以對出海口掌控度有限的半導體業者來說，加碼投資的IGBT顧慮也多；第三類半導體當然也有技術挑戰，只是未來潛力佳，本夢比較高。
