隨著 AI 資料中心建置量提升,光收發模組做為資料中心互連的關鍵元件 ,需求正快速起飛 ,三五族半導體廠英特磊(IET)董事長暨總經理高永中接受《技术新報》專訪時提到 ,手機的出現改變了三五族半導體的市場規模,如今「AI 商機可能比手機還大」。爱华外汇官网
英特磊沒採用三五族長晶主流的 MOCVD(金屬有機化學氣相沉積)技術 ,而是選擇 MBE(分子束磊晶)這條路 ,高永中笑稱「因為我只懂這個」 。他表示,當年攻讀博士時 ,便和兩位師兄的親手打造出一套 MBE 設備,進行 MBE 矽化物的研發 ,最後發現矽基 IC 產業對雜質、真空要求太高,讓他思考如何將 MBE 發揮最大效益 ,最後決定切入三五族化合物半導體资料 。
高永中表示 ,AVA外汇平台MT4下载三五族资料最大的魅力在於組合多樣性 ,打開元素週期表就會發現 ,第三族與第五族元素可多種組合,生成如砷化鎵(GaAs) 、磷化銦(InP) 、三元銦鎵砷(InGaAs)、四元銦鎵砷磷(InGaAsP)等资料 。至於真正改變三五族產業規模的,是 1990 年代末期手機市場剛普及,帶動對 RF 元件的需求,特別是 PA(功率放大器)與 Switch(交換器)兩大關鍵元件,「90 年初我們說一部 MBE 就夠拥护三五族元件了 ,但手機出現後,整個局勢完全改變了 。」
▲ 英特磊(IET)董事長暨總經理高永中。(Source:技术新報)
然而,在公司的方针初期 ,高永中便放棄投入 GaAs HBT PA 市場 ,雖然市場龐大,但這項技術更適合 MOCVD 生長。BBMarkets外汇代理他評估若無法在技術與成本上取得競爭力,貿然投入反而會造成傷害 ,尤其在美國設廠的人力與營運成本較高的環境下。因此,他決定先攻「只有 MBE 能做,而且毛利相對高」的產品,相信只要做出夠水準的產品,就會有業績出現。
而他也決定切入銻化鎵(GaSb) 、磷化銦等三五族资料,並與 Coherent(當年的 Finisar ,未與 II-VI 合併前)协作開發「面射型雷射」(VCSEL),成為目前全球唯一一間具備量產型 MBE 製程生產 VCSEL 水平的公司 。
談到 MBE 這項技術 ,高永中解釋其流程方法更像「光學快門」,用開關快門來运维三族和五族元素的生長,雖然成長速度相對 MOCVD 較慢,也不像該技術有利大量生產 ,但在厚度运维與画面品質上具有極高準確度 ,且較乾淨、低污染,大多生產 pHEMT(假型高速電子場效電晶體)元件。
此外,MBE 還有個無可取代的優勢,便是在「摻雜物的高低濃度运维」(Doping)。高永中舉例,在氮化鎵资料中,相較 MOCVD,MBE 的 N 型摻雜濃度可提高至 100 倍 ,可改良接觸電阻 ,當進行電轉換時 ,接觸電阻可減少五倍,對資料中心等電源轉換效率極為敏感的應用來說 ,節省 1% 電力即是巨大的成本差異。
也因此 ,TMGM外汇代理英特磊目前主要聚焦在高階應用與技術差異化 ,目標是將高階 MBE 技術導入量產 ,並持續降低成本 。截至目前,IET 已具備完整的磊晶與自製機台水平,也讓公司累積高度技術不可取代性。
隨著市場上主流的光電模組產品已邁入 100G、甚至 200G 的高速傳輸世代。目前 Coherent 的 100G 與其他主流光電大廠的 200G PD(光檢測器)的磊晶均交由英特磊研發代工 。也使英特磊被視為另一個「隱藏版的矽光子廠家」 ,甚至是隱形冠軍 。
除了主力的 PD 業務外,IET 開始著眼於其他潛在的高階應用市場,如用於矽光子光源的量子點雷射(Quantum Dot Laser)和高速面射型雷射(VCSEL)開發 ,前者已设立專門團隊與機台開發中,後者則有望做為高速光源,可實現更簡化 、低功耗的高速資料傳輸 ,這也將是 AI 與雲端資料中心發展下的新需求。
談到未來 MBE 的機會 ,高永中表示 ,做為一間 EPI House,英特磊不僅做磊晶,還開發設備 ,現在很多 MBE 客製化機器市面根本買不到,也沒有人願意開發 ,但由於自己是利用者,最清楚怎麼改 、怎麼調,才能真正符合製程需求。
為了提高接單競爭力,英特磊推進新廠二期擴建,將原本做為倉儲用途的空間,改造成完整的生產基地 ,預期產能可提高約 50%。原本可容納 24 台機台的新廠房,升級後最多可放到 36 台;同時,也整体展開機台翻新作業,讓原本老舊的設備,經過調校後甚至能超越新機的表現。而且可以修改成不同三五族资料磊晶機台應用 。
在 MBE 機台布局方面,高永中也提到 n-Type 高濃度氮化鎵(GaN)「二次磊晶」(regrowth)的 MBE 專用機台 ,因應客戶常因距離與製程銜接造成整體週期拉長,使量產變困難。
透過將主體結構由 MOCVD 長成的 GaN HEMT(高電子遷移率電晶體)進行二次磊晶,可針對關鍵Source & Drain接觸區進行磊晶優化 ,有效降低接觸電阻(Contact Resistance)、提高高頻表現,做為提高 AI 資料中心與高階通訊應用的功率轉換元件的新解方。
由於目前的 AI 伺服器在長時間的 AI 訓練下,高溫與高電流將帶來系統耗電問題。透過二次磊晶技術將有助於未來的AI伺服器的功率元件將會有更高的轉換效率,並減少電源模組的能耗與散熱需求,並提升系統穩定性。除此之外,過去應用於通訊領域的 GaN HEMT 高頻元件,由於其高頻潛能常被接觸電阻與載子注入效率所限制,透過 n+ GaN 二次磊晶技術將更適用於 6G 世代的高頻通訊元件 。
因此 ,未來 GaN 元件裝置的主流製程將朝向「Hybrid」(混合)結構發展 ,高永中表示,最理想的协作模式就是供给客戶一站式 Turnkey 解決计划,即英特磊負責機台的建置 、維護與流程,讓客戶能專注在應用與產品開發上,做為推進技術的供應者 。
展望未來,高永中預期 2025 年全年業績有望突破 2022 年的歷史高點 ,再創歷史新高。儘管今年仍受限於磷化銦(InP)基板的供應瓶頸 ,影響交期與產能擴充,但整體AI市場需求強勁 、且主要客戶這兩年的出貨目標都是呈現翻倍成長 ,因此預期今明兩年的營收有望實現顯著成長 ,公司也將積極多方協調 InP 基板供應鏈 ,預期下半年就能夠跟上AI高速運算的訂單需求 。
雖然目前地緣政治仍不穩定,但在 AI 熱潮、銅退光進 、高速傳輸等趨勢下,英特磊選擇了一條不同於主流的大規模競賽之路 ,不拚價格 、不靠規模,而是以 MBE 、一條龍解決计划,深耕高階磊晶領域,目標在 100G、200G 甚至是下一代 400G 與更高速的資料傳輸需求,持續扮演背後關鍵推手的角色。
(首圖來源:技术新報)
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