回新闻列表2009/10/30
稳懋半导体十周年技术论坛会后报导
DIGITIMES 行销企画 -
黄书玮
全球第一大砷化镓晶圆代工制造业者稳懋半导体成立于1999年10月，2009年，该公司适逢成立10周年，并举办大型技术论坛。论坛由陈进财董事长致词揭开序幕，随后由Strategy Analytics产业分析师Asif Anwar针对砷化镓产业展望进行专题演讲。
接着由Renesas Technology董事暨资深副总栽Kunio Kobayashi、Anadigics执行长Mario Rivas和Avago执行长Hock Tan分享与稳懋的合作经验及对产业未来的看法。除此之外，稳懋微波通讯事业群总经理王郁琦、光电组件发展事业群总经理张文铭和技术长萧宏彬，分别分析了砷化镓专业晶圆代工前景及其关键技术发展、砷化镓在太阳能产业的应用与技术优势两大议题。
砷化镓产业经过2000年网通泡沫巨大冲击，2008年又逢百年一见的金融危机，2009年整体出货量虽然预期较2008年略减，然而稳懋却将逆势成长；整体产业也将自2010年回温，2011年再攀高峰。除了现在广为应用的微波通讯以外，太阳能也是具备良好转换效率优势的三五族化合物未来发展领域。以下就是稳懋十周年技术论坛纪要。
2008至2013年砷化镓产业的现况和展望
Strategy Analytics针对砷化镓所做的最新研究，由于全球金融风暴的冲击，原本成长中的砷化镓市场遇阻，2008年的年成长率由先前预测的9%降至6%，成为2001年网通泡沫之后另一波向下修正；预估2009年砷化镓场规模为35亿美元，较2008年衰退5%。不过这波衰退很快就会过去，由于2009年宽频需求大增，尤其M2M (Machine to machine)、通讯及后置网络等需求增加，以及手机内容丰富了许多，驱动了多频手机的市场需求，再度点燃了砷化镓的市场需求，预估2010年整体市场将再恢复成长。然而，受到这波经济衰退的影响，砷化镓的总体成长预估将变缓，到2013年市场将出现持平。全球分布方面，北美还是占了大宗。
而以产业分工模式来看，砷化镓专业代工拥有较短的设计周期，成本较低且能够较快速导入市场，因此具备成本效能优势，未来在砷化镓整体产业拥有竞争力，预估年成长率可达9%，较整体砷化镓成长4%为高，其中TriQuint和稳懋为砷化镓晶圆代工市场的两大领先者，并且市占率持续推升。
稳懋与Renesas在功率放大器的业务合作
稳懋和Renesas的合作始于2004年，主要合作产品为高频switch。当时Renesas一次又一次地评估合作对象，最后决定由态度友善的稳懋出线，成为合作伙伴，原因是Renesas硅材料的高整合性加上稳懋的化合物特性，能够开发出优异的switch。于是2004年就由pHEMT switch开始，随后湿度改善，2006年开始大量生产，2008年产能扩充、良率增加，2009年成本降低、良率进一步改善。
Renesas功率放大器模块中，pHEMT switch为稳懋所开发，在全球GSM手机使用量已超过2亿颗，稳懋不断改善制程，因此提高制程良率，且缩小芯片、达到高产能；而Renesas则提供技术支持，例如双探针、粒子分析及减少、高密度电容估算等。展望未来，全球手机多模市场将快速成长，2011年将成主流，而多模方案需要更多的switch，switch的特征也愈来愈重要，技术的精进，包括插入损耗尽量降低(最好下降为零)、并且芯片要更小等，这些也是稳懋和Renesas正在共同讨论的方向。
新兴成功模式－混合式制造
稳懋与Anadigics开创了双赢的合作模式，包括战略协议上，稳懋为单一的资源、提供晶圆代工服务、砷化镓技术制程与协同运作，技术上则是具成本效率的，且为高效能的砷化镓MMIC芯片，产品上则跨无线、手持式装置、移动式WiMAX，客户方面，除具备供货商的角色，也兼顾品质和客户关系。这就是Anadigics和稳懋共同发展出来的混合制造模式。
现今砷化镓由IDM模式转变到新的转折点，砷化镓厂商专注于关键领域像是产品设计和客户的经营，晶圆就由代工厂如稳懋来负责。这种混合制造模式的流程为：磊晶、接着交由晶圆代工厂(稳懋、台积电、IBM)、封装、测试，然后交给客户。未来，将面对更复杂的局面。灵活度和设计上的要求愈来愈高，例如现在要求的是制程差异化，未来则是制程复杂度高，且产品和设计都要差异化、现在是厂内制造，未来则是混合式制造、现在着重于少数选择性的市场，未来则趋向各种各样的客户和市场、现在还是功率放大器整合电路时代、未来则走向前后端模块、现在多客制化ASIC，未来则多ASSP和标准化产品。
新的应用也持续扩增，现在主流为CDMA / WCDMA、WiFi / WiMAX、GSM / EDGE，未来则为3G至4G / LTE、移动式WiMAX、Femtocell、先进读表等。
砷化镓市场持续呈现强劲成长，其中无线通讯领域需求为大宗，占了83%。市场则可以划分为70%来自于手机，其它30%为WiFi加上宽频网络需求，这也包括调制解调器将转换到DOCSIS 3.0的市场。至于智能型量表市场，估计2012年之前，将有1.5亿的新智能型量表要装设，市场商机庞大。另外，家电控制器、恒温控制器、高频遥控器、Zigbee、车库开门器、血压计、小型气象站、健康传感器等，都是潜力庞大的新兴市场。
Avago与稳懋共创双赢的合作关系
稳懋和Avago(当时还是安捷伦)的合作关系是从2002年开始。最初聚焦于mmW的pHEMT制程，2005年时扩大到HBT制程。稳懋是Avago成为手持式装置电源放大器领导厂商背后的重要推手，现在和未来，稳懋和Avago的合作更将推进到新世代的HBT。
手持式装置需求愈来愈多是砷化镓市场成长的驱动力量；目前，数据电话(data call)已经超越了语音电话，窄频CDMA、GSM市场渐渐衰退，3G、WCDMA约自2年前兴起，且智能型手机已经是最强大的成长区块，另外，手机功能增加之下，高频内容也成长很快，而无线通讯基础建设和后置网络(backhaul)需求也大增。这几方面都显示砷化镓的需求动力一直持续。
未来手机朝向更小尺寸、电池寿命更长、并且随处都能使用的方向发展，安华高也致力以差异化技术提供天线到硅芯片之间的连结，期能提供独一无二、每个工程师都乐于使用的组件，像是LNA、FEM、和稳懋合作的PA等。
Avago的CoolPAM功率放大器家族就能提供差异化效能，第4代和第5代技术能够延长通话时间10%~15%，预计2010/2011年导入的第6代技术更将进一步增加多频和多模手机的使用效能。
砷化镓专业晶圆代工前景及其关键技术发展
目前砷化镓市场有95%都集中在无线通讯领域，手机功率晶体管是最大的应用；特性为，传输速度是硅的5至6倍，晶体管速度快，可提供较高的频率和较大的频宽，且基板可以绝缘，损耗低，效能佳，time to market更快。晶圆代工业务成功要素为，要有很强的in house能力，能降低没有自有厂房客户的进入障碍、产能充足可免去客户在该方面的投资、产品线完整、市场多样。
目前稳懋的产品线中，以HBT3技术占最大出货量，许多一线手机客户都已采用。我们提供晶圆的电子地图，标示出有瑕疵的区域，若有品质不佳的die就不加以封装，确保客户产品的良率。稳懋0.15µm pHEMT技术采用电子束来写，在noise方面有最佳表现，客户用作高频超低噪声放大器应用。Die的尺寸也愈来愈小，使得成本下降，pHEMT手机天线switch第二代较第一代减少34%，随着设计和制程改善，HBT手机功率放大器减少22%。
功能整合是未来趋势，像现在各组件采用不同制程，相当复杂，例如功率放大器使用HBT、LNAs使用BiCMOS、Switch使用pHEMT，有好有坏；未来可使用BiFET将3种组件技术整合，集合各种优势，电路工程师就有更大的设计弹性。频率组件在10GHz以下最适合使用GaN，因为breakdown最高，40~60GHz则适用GaAs pHEMT。微波功率放大器截止频率x崩溃电压若是硅则为250GHz-V，砷化镓则为600GHz-V，下一代组件技术，GaN、InP则超过1,500GHz-V，采用0.1µm pHEMT技术，是未来研发方向。用做为高频组件，闸极技术相当重要，现在以截止频率30GHz为主流，新技术正朝截止频率150GHz进展，采用0.1µm pHEMT技术。
稳懋产能持续扩充，2010年6吋芯片月出货量为1.4万片，产能为全球最大，今年则为1万片／月。2006年占全球砷化镓晶圆代工出货金额20%，2008年为38%，2009年在金融风暴的冲击下，全球出货金额将下滑，但稳懋仍然稳步成长，预估市占跃为全球最大。GSM的功率放大器需求为4颗，WCDMA需要10多颗，2G+3G需要4~6颗，不仅手机如此，WiFi规格演变，功率放大器的需求也愈来愈多。这些都是砷化镓的成长动能。
砷化镓在太阳能产业的应用与技术优势
未来50年人类所面临的第一大问题将是能源问题，2008年，人类消耗了20兆电力，但是根据研究，其实地球上60亿人口，只有三到二分之一的人正享受着电力资源，这表示未来能源需求势必与日俱增；因此，替代能源的开发愈来愈迫切。替代能源有哪些？太阳能、风力、地热、核能都是，其中太阳能洁净永续成本低，是极佳的选择。现在全球只有低于0.2%的电力来自太阳能，装设量仅20GW，若以2%为目标，则400~600GW要被架设，相当于3亿片6吋硅芯片的量。
Ш-V化合物事实上转换效率较硅为高，美国装设转换效率可达38%。而且在高直射量下，Ш-V太阳能电池每度发电量成本最低，时间效率最快，且仅是薄膜太阳能电池五之之一的投资成本。不同区域适用不同的技术，高直射量的地区适合Ш-V太阳能电池，较潮湿的地区适合薄膜电池，硅不适用于太高温。目前Ш-V电池产业的重点在上下游整合尚不足，镜片等制造成本还太高。
若以锗为基板，磊晶GaAs或InGaP可函盖光谱上极大的范围，组合成吸收光谱，形成多重接口的高效率太阳能电池。然而以锗为基板材料相当贵，若要与硅竞争，成本需设法下降，因此发展出利用光学聚光的方式成为集光式太阳能电池，将太阳电池减小，成本便能下降。聚光倍率愈高，转换效率就愈高，因此GaAs太阳电池的转换效率可以达到38%，今年国际大厂就可以做到该效率，未来往41.7%努力。
全球第一大砷化镓晶圆代工制造业者稳懋半导体成立于1999年10月，2009年，该公司适逢成立10周年，并举办大型技术论坛。论坛由陈进财董事长致词揭开序幕，随后由Strategy Analytics产业分析师Asif Anwar针对砷化镓产业展望进行专题演讲。
接着由Renesas Technology董事暨资深副总栽Kunio Kobayashi、Anadigics执行长Mario Rivas和Avago执行长Hock Tan分享与稳懋的合作经验及对产业未来的看法。除此之外，稳懋微波通讯事业群总经理王郁琦、光电组件发展事业群总经理张文铭和技术长萧宏彬，分别分析了砷化镓专业晶圆代工前景及其关键技术发展、砷化镓在太阳能产业的应用与技术优势两大议题。
砷化镓产业经过2000年网通泡沫巨大冲击，2008年又逢百年一见的金融危机，2009年整体出货量虽然预期较2008年略减，然而稳懋却将逆势成长；整体产业也将自2010年回温，2011年再攀高峰。除了现在广为应用的微波通讯以外，太阳能也是具备良好转换效率优势的三五族化合物未来发展领域。以下就是稳懋十周年技术论坛纪要。
2008至2013年砷化镓产业的现况和展望
Strategy Analytics针对砷化镓所做的最新研究，由于全球金融风暴的冲击，原本成长中的砷化镓市场遇阻，2008年的年成长率由先前预测的9%降至6%，成为2001年网通泡沫之后另一波向下修正；预估2009年砷化镓场规模为35亿美元，较2008年衰退5%。不过这波衰退很快就会过去，由于2009年宽频需求大增，尤其M2M (Machine to machine)、通讯及后置网络等需求增加，以及手机内容丰富了许多，驱动了多频手机的市场需求，再度点燃了砷化镓的市场需求，预估2010年整体市场将再恢复成长。然而，受到这波经济衰退的影响，砷化镓的总体成长预估将变缓，到2013年市场将出现持平。全球分布方面，北美还是占了大宗。
而以产业分工模式来看，砷化镓专业代工拥有较短的设计周期，成本较低且能够较快速导入市场，因此具备成本效能优势，未来在砷化镓整体产业拥有竞争力，预估年成长率可达9%，较整体砷化镓成长4%为高，其中TriQuint和稳懋为砷化镓晶圆代工市场的两大领先者，并且市占率持续推升。
稳懋与Renesas在功率放大器的业务合作
稳懋和Renesas的合作始于2004年，主要合作产品为高频switch。当时Renesas一次又一次地评估合作对象，最后决定由态度友善的稳懋出线，成为合作伙伴，原因是Renesas硅材料的高整合性加上稳懋的化合物特性，能够开发出优异的switch。于是2004年就由pHEMT switch开始，随后湿度改善，2006年开始大量生产，2008年产能扩充、良率增加，2009年成本降低、良率进一步改善。
Renesas功率放大器模块中，pHEMT switch为稳懋所开发，在全球GSM手机使用量已超过2亿颗，稳懋不断改善制程，因此提高制程良率，且缩小芯片、达到高产能；而Renesas则提供技术支持，例如双探针、粒子分析及减少、高密度电容估算等。展望未来，全球手机多模市场将快速成长，2011年将成主流，而多模方案需要更多的switch，switch的特征也愈来愈重要，技术的精进，包括插入损耗尽量降低(最好下降为零)、并且芯片要更小等，这些也是稳懋和Renesas正在共同讨论的方向。
新兴成功模式－混合式制造
稳懋与Anadigics开创了双赢的合作模式，包括战略协议上，稳懋为单一的资源、提供晶圆代工服务、砷化镓技术制程与协同运作，技术上则是具成本效率的，且为高效能的砷化镓MMIC芯片，产品上则跨无线、手持式装置、移动式WiMAX，客户方面，除具备供货商的角色，也兼顾品质和客户关系。这就是Anadigics和稳懋共同发展出来的混合制造模式。
现今砷化镓由IDM模式转变到新的转折点，砷化镓厂商专注于关键领域像是产品设计和客户的经营，晶圆就由代工厂如稳懋来负责。这种混合制造模式的流程为：磊晶、接着交由晶圆代工厂(稳懋、台积电、IBM)、封装、测试，然后交给客户。未来，将面对更复杂的局面。灵活度和设计上的要求愈来愈高，例如现在要求的是制程差异化，未来则是制程复杂度高，且产品和设计都要差异化、现在是厂内制造，未来则是混合式制造、现在着重于少数选择性的市场，未来则趋向各种各样的客户和市场、现在还是功率放大器整合电路时代、未来则走向前后端模块、现在多客制化ASIC，未来则多ASSP和标准化产品。
新的应用也持续扩增，现在主流为CDMA / WCDMA、WiFi / WiMAX、GSM / EDGE，未来则为3G至4G / LTE、移动式WiMAX、Femtocell、先进读表等。
砷化镓市场持续呈现强劲成长，其中无线通讯领域需求为大宗，占了83%。市场则可以划分为70%来自于手机，其它30%为WiFi加上宽频网络需求，这也包括调制解调器将转换到DOCSIS 3.0的市场。至于智能型量表市场，估计2012年之前，将有1.5亿的新智能型量表要装设，市场商机庞大。另外，家电控制器、恒温控制器、高频遥控器、Zigbee、车库开门器、血压计、小型气象站、健康传感器等，都是潜力庞大的新兴市场。
Avago与稳懋共创双赢的合作关系
稳懋和Avago(当时还是安捷伦)的合作关系是从2002年开始。最初聚焦于mmW的pHEMT制程，2005年时扩大到HBT制程。稳懋是Avago成为手持式装置电源放大器领导厂商背后的重要推手，现在和未来，稳懋和Avago的合作更将推进到新世代的HBT。
手持式装置需求愈来愈多是砷化镓市场成长的驱动力量；目前，数据电话(data call)已经超越了语音电话，窄频CDMA、GSM市场渐渐衰退，3G、WCDMA约自2年前兴起，且智能型手机已经是最强大的成长区块，另外，手机功能增加之下，高频内容也成长很快，而无线通讯基础建设和后置网络(backhaul)需求也大增。这几方面都显示砷化镓的需求动力一直持续。
未来手机朝向更小尺寸、电池寿命更长、并且随处都能使用的方向发展，安华高也致力以差异化技术提供天线到硅芯片之间的连结，期能提供独一无二、每个工程师都乐于使用的组件，像是LNA、FEM、和稳懋合作的PA等。
Avago的CoolPAM功率放大器家族就能提供差异化效能，第4代和第5代技术能够延长通话时间10%~15%，预计2010/2011年导入的第6代技术更将进一步增加多频和多模手机的使用效能。
砷化镓专业晶圆代工前景及其关键技术发展
目前砷化镓市场有95%都集中在无线通讯领域，手机功率晶体管是最大的应用；特性为，传输速度是硅的5至6倍，晶体管速度快，可提供较高的频率和较大的频宽，且基板可以绝缘，损耗低，效能佳，time to market更快。晶圆代工业务成功要素为，要有很强的in house能力，能降低没有自有厂房客户的进入障碍、产能充足可免去客户在该方面的投资、产品线完整、市场多样。
目前稳懋的产品线中，以HBT3技术占最大出货量，许多一线手机客户都已采用。我们提供晶圆的电子地图，标示出有瑕疵的区域，若有品质不佳的die就不加以封装，确保客户产品的良率。稳懋0.15µm pHEMT技术采用电子束来写，在noise方面有最佳表现，客户用作高频超低噪声放大器应用。Die的尺寸也愈来愈小，使得成本下降，pHEMT手机天线switch第二代较第一代减少34%，随着设计和制程改善，HBT手机功率放大器减少22%。
功能整合是未来趋势，像现在各组件采用不同制程，相当复杂，例如功率放大器使用HBT、LNAs使用BiCMOS、Switch使用pHEMT，有好有坏；未来可使用BiFET将3种组件技术整合，集合各种优势，电路工程师就有更大的设计弹性。频率组件在10GHz以下最适合使用GaN，因为breakdown最高，40~60GHz则适用GaAs pHEMT。微波功率放大器截止频率x崩溃电压若是硅则为250GHz-V，砷化镓则为600GHz-V，下一代组件技术，GaN、InP则超过1,500GHz-V，采用0.1µm pHEMT技术，是未来研发方向。用做为高频组件，闸极技术相当重要，现在以截止频率30GHz为主流，新技术正朝截止频率150GHz进展，采用0.1µm pHEMT技术。
稳懋产能持续扩充，2010年6吋芯片月出货量为1.4万片，产能为全球最大，今年则为1万片／月。2006年占全球砷化镓晶圆代工出货金额20%，2008年为38%，2009年在金融风暴的冲击下，全球出货金额将下滑，但稳懋仍然稳步成长，预估市占跃为全球最大。GSM的功率放大器需求为4颗，WCDMA需要10多颗，2G+3G需要4~6颗，不仅手机如此，WiFi规格演变，功率放大器的需求也愈来愈多。这些都是砷化镓的成长动能。
砷化镓在太阳能产业的应用与技术优势
未来50年人类所面临的第一大问题将是能源问题，2008年，人类消耗了20兆电力，但是根据研究，其实地球上60亿人口，只有三到二分之一的人正享受着电力资源，这表示未来能源需求势必与日俱增；因此，替代能源的开发愈来愈迫切。替代能源有哪些？太阳能、风力、地热、核能都是，其中太阳能洁净永续成本低，是极佳的选择。现在全球只有低于0.2%的电力来自太阳能，装设量仅20GW，若以2%为目标，则400~600GW要被架设，相当于3亿片6吋硅芯片的量。
Ш-V化合物事实上转换效率较硅为高，美国装设转换效率可达38%。而且在高直射量下，Ш-V太阳能电池每度发电量成本最低，时间效率最快，且仅是薄膜太阳能电池五之之一的投资成本。不同区域适用不同的技术，高直射量的地区适合Ш-V太阳能电池，较潮湿的地区适合薄膜电池，硅不适用于太高温。目前Ш-V电池产业的重点在上下游整合尚不足，镜片等制造成本还太高。
若以锗为基板，磊晶GaAs或InGaP可函盖光谱上极大的范围，组合成吸收光谱，形成多重接口的高效率太阳能电池。然而以锗为基板材料相当贵，若要与硅竞争，成本需设法下降，因此发展出利用光学聚光的方式成为集光式太阳能电池，将太阳电池减小，成本便能下降。聚光倍率愈高，转换效率就愈高，因此GaAs太阳电池的转换效率可以达到38%，今年国际大厂就可以做到该效率，未来往41.7%努力。