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美國德州二廠
Facility Photo
公司簡介-基本資料
• 成立時間:1999年1月1日
• 技術團隊成員經歷: 德州儀器公司, 太空總署推進實驗室, AT&T貝爾實驗室
• 台灣分公司地址:台北市士林區德行西路33號5樓
• 工廠地址:美國德州, Richardson, TX, USA
• 商業模式:三五半導體MBE磊晶晶片代工製造廠
• 主要產品:
* 砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)磊晶晶片
� 微波通訊(手機、平板、Wi-Fi、GPS、物聯網、車聯網、衛星、國防)、
雲端運算、資料中心
* 銻化鎵(GaSb)紅外線磊晶晶片
� 保全、防疫、國土安全、太空科技、熱光伏
* 光電元件磊晶晶片(雷射二極體、光接收器:PIN/APD)
� 光通訊、雲端運算、資料中心
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甚麼是磊晶
• 磊堆在單晶基板上的單晶層就是磊晶• 空間中每一個原子跟其他原子都有規則排
列之對應關係
磊晶層
單晶基板
磊晶層
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• 不同顏色代表不同化學成分與不同晶
格大小• 每一層厚度、成份、摻雜濃度須經磊
晶結構設計師模擬計算
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磊晶怎麼長出來
磊晶層是用MBE或MOCVD在加熱的單晶基板上一個原子一個原
子規則排列堆疊長出來的
• MBE (超高真空度底下, 10-11 torr)
Ga + As � GaAs
• MOCVD (低真空度, 0.1~1 torr)
Ga + 3(CH3) � Ga(CH3)3
As + 3/2 (H2) � AsH3
Ga(CH3)3 + AsH3 � GaAs + 3(CH3) + 3H
圖片來源: 科技台灣
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三五族半導體產業上中下游介紹
•手機
•平板
•穿戴裝置
•有線電視
/ 衛星通訊
•W
i-Fi 連結
•無線基地台
•車用電子
/ 防撞雷達
•太空
/ 國防
•R
FID
•醫療
•智慧型能源系統
•測試與量測
行動裝置晶片 非行動裝置晶片 光通訊晶片
•收發模組
•驅動
IC
磊晶片(砷化鎵, 磷化銦, 銻化鎵)
基板(砷化鎵, 磷化銦, 銻化鎵)
晶圓製程
半導體封裝
Sumitomo, AXT
IET, IQE, 全新
穩懋, 宏捷
IDM:
Skyworks,
RFMD, Triquint
磊晶片品質:決定電子
元件品質, 效能, 良率
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HBT基本原理
• 電流運行方向垂直於磊晶
層方向• 磊晶層厚度控制均勻性與
磊晶層介面品質較不敏感
IE I
BIC= +
IB
IC
= 放大倍率
= 100放大倍率
C
B
E
ICI
BIE
GaAs substrate
磊晶層
(每層約1um)
單晶基板
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pHEMT基本原理
I-V 圖片來源:中央大學論文
ID
VG
SI-GaAs substrate
VD
磊晶層
(總厚度約1um)
單晶基板
Drain
Gate
Source
Channel Layer,
Undoped GaAs
2~8 奈米,
Spacer Layer,
Undoped AlGaAs
2 DEG
• 電流運行方向平行於磊晶層方向
• 磊晶層厚度控制均勻性與磊晶層
介面品質要求極高
• Spacer Layer厚度極薄MBE成長厚度均勻性控制較好
(2~8nm=0.002~0.008um)
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英特磊: 三五半導體器件産品矩陣列示
射頻與微波
高速電子傳輸
光電
應用
• 手機高頻元
件
• 汽車防撞雷
達
• 國防用途
• OC768-
40Gbps 網路
• OC192-
10Gbps 網路
• 光纖網路
• 圖像識別
器件類別
(紅色為量產產
品)
• GaAs pHEMT • GaAs mHEMT • InP HEMT • InP HBT
• InP HBT • InP HEMT • GaAs mHEMT
• GaAs PIN/APD • InP PIN/APD • QWIP • Diode laser • GaSb T2 SLS IR
detector
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Emitter
Base
Collector
0.25 µm
Emitter
Base
Collector
0.25 µm
產品應用領域介紹-高頻元件、積體電路
主要產品:
•砷化鎵(GaAs)磊晶晶片
–S公司(pHEMT結構):非行動通訊裝置,有線電視 / 衛星通訊, Wi-Fi連結, 無線基地台, 車用電子 / 防撞雷達, 太空 / 國防, RFID, 醫療, 智慧型能源系統, 測試與量測
–U公司(pHEMT結構):汽車防撞雷達
•磷化銦(InP)磊晶晶片
–K公司(HBT):高頻量測儀器元件(示波器)
–S公司(HBT):高頻特殊應用
–光通訊用光接收器 PIN/APD (10G PON)
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主要產品:
� 銻化鎵(GaSb)紅外線探測器磊晶晶片
– 政府特殊應用計畫:聚焦平面列陣(FPA)關鍵材料,主要應用於夜視、保全
、國土安全、太空科技等用途
– 垂直整合大尺寸銻化鎵(GaSb)基板材料– 商業公司:主要應用於夜視、保全
聚焦平面列陣(FPA)紅外線熱影像
T2SLS epi-structure
銻化鎵磊晶片
銻化鎵單晶
美國太空總署紅外線衛星攝影於地球表面
聚焦平面列陣(FPA)
產品應用領域介紹-銻化鎵(紅外線探測器、熱光伏電池)
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汽車防撞雷達原理
資料來源: 網路資訊
汽車防撞雷達系統架構圖
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汽車防撞雷達(UMS solution)
資料來源: UMS網站
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� 4G手機PA � GaAs磊晶片HBT結構,< 3~5G Hz
� 5G手機PA� 規格尚未確定,速度較4G快 50~100倍, >20G Hz
- 2小時高解析度電影下载約需10秒鐘
- 4G到5G目前仍牽涉許多技術障礙
-頻率上符合需求之選項
GaAs (pHEMT磊晶結構) 或InP (HBT磊晶結構)
- InP HBT性能遠優於GaAs(pHEMT) ,但價格較高因為目前市場需求量較小,
只要市場需求量增加,價格有下降空間以擴大普及率。
� MBE 在成長GaAs(pHEMT)與InP(HBT)均有優勢
5G手機PA 磊晶材料演進
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產品應用領域介紹-銻化鎵(紅外線探測器、熱光伏電池)
高解析度紅外線攝影
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產品應用領域介紹-銻化鎵(紅外線探測器、熱光伏電池)
高解析度紅外線攝影
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Designates office locations
North America:
76% 2014
(85% 2013)
Korea/Taiwan
2% 2014
Europe:
12% 2014
(2% 2013)
Japan:
11% 2014
(10% 2013)
China
Sourcing &
R&D
集團架構與市場分布
IET-Cayman
IntelliEPI/
ChinaIntelliEPI/
Japan
IntelliEPI
IntelliEPI IR*
� 北美歐洲市場佔營收 ~ 90%
� 日本市場主要來自資料通訊(datacomm)及特殊高頻應用,以磷化銦關鍵元件為主
公司於全球主要市場均有據點,具備全球競爭能力
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� 全世界唯二MBE磊晶代工廠之ㄧ
� 法國汽車防撞雷達晶片大廠UMS認證通過,為唯一供應商
� 5G高頻量測儀器市場 2015/Q3 開始供貨
� MBE磊晶片在高速光通迅應用 (10G PON) 的 PIN 及 APD有明顯優勢
� 5G手機PA 磊晶材料成長(InP) 關鍵技術開發
核心競爭優勢-策略與市場定位
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單位: 新台幣仟元
15Q4 revenue 188,789 NTD, 2015 YoY 30.5%
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主要產品別銷貨收入
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2011 2012 2013 2014 2015 Q1 2015 Q2 2015 Q3
比率 比率 比率 比率 比率 比率 比率
砷化鎵(GaAs)磊晶片 62.0% 39.7% 35.1% 46.7% 55.1% 50.3% 54.4%
磷化銦( InP)磊晶片 17.9% 40.2% 39.4% 31.2% 21.3% 17.4% 26.7%
銻化鎵(GaSb)及勞務收入 11.2% 15.6% 22.4% 21.5% 23.2% 31.6% 18.6%
其他 9.0% 4.5% 3.1% 0.6% 0.4% 0.7% 0.3%
合計 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%
年度
產品別
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營收展望
� 2016 營收成長動能
SWKS � 其他高頻應用產品
(物聯網、車聯網、國防)
Keysight � 5G 高頻量測產品
UMS � 汽車防撞雷達
GaSb-IR � 進入量產商業化產品
光通訊 � PIN/APD for 10G PON
• 2016~2020
5G手機PA 磊晶材料成長關鍵技術
GaAs HBT vs. GaAs pHEMT vs. InP HBT
MOCVD vs. MBE
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謝謝大家,敬請指教
Q & A