2022年4月29日 星期五

後5G(B5G)技術的演進-聯發科3GPP RAN2主席

[20220429]今天注意到聯發科結盟中華電信這資訊,真是沒想到台灣可以在3GPP RAN2的當選主席!真是幫台灣產業出聲阿!
"為台灣取得產業話語權,聯發科技獲得3GPP中RAN2業界專家們的支持獲選主席,攜手全球通訊夥伴共同推動5G與後5G技術的演進"


2022/04/11聯發科技結盟中華電信打造5G毫米波測試環境

https://www.mem.com.tw/arti.php?sn=2204080009

聯發科技與中華電信宣布合作,攜手於聯發科技新竹的研發總部打造5G毫米波晶片測試環境,其建置的5G非獨立組網(NSA)訊號包含3.5GHz中頻(頻寬90MHz)及28GHz毫米波高頻頻段(頻寬600MHz)。聯發科技為全球手機晶片供應商,而中華電信擁有全台5G較大且連續的頻譜與較佳頻位,雙方合作將有利聯發科技5G毫米波單晶片導入全球市場,為終端使用者帶來高速連網的體驗。

聯發科技與中華電信合作建立5G毫米波測試環境

雙方除了在5G中頻及毫米波合作外,為了因應日益蓬勃的5G企業專網終端設備需求,聯發科技提供晶片給國內外廠商開發專屬5G終端設備,並搭配於中華電信推廣之企業專網服務場域使用,雙方共同引領台灣5G產業升級與轉型,打造堅強實力,滿足各項智慧生活應用的傳輸需求。

聯發科技與中華電信亦在多個面向進行長期技術推展合作,包括於行動通訊技術標準化組織3GPP中攜手推動5G新技術標準。中華電信已將5G NR + 4G 5CA技術等標準運用於該公司網路及高階終端設備中,實現5G世代高速行動網路。另在前瞻技術面合作,將進行包含5G獨立組網(SA)毫米波雙連接(NR-NR DC)(註2) 的數據通信驗證,有別於中華電信現行商用之5G非獨立組網(NSA),此項技術將來可提升5G獨立組網的速度和容量。

聯發科技5G晶片以完整的布局陣容,覆蓋旗艦到大眾市場的產品,與全球超過100個運營商合作,在國際市場上展現產業影響力,而聯發科技毫米波系統單晶片也將陸續搶攻美日市場,未來市占率可望提升。此外,為台灣取得產業話語權,聯發科技獲得3GPP中RAN2業界專家們的支持獲選主席,攜手全球通訊夥伴共同推動5G與後5G技術的演進

太赫茲Thz 省思

 目前太赫茲Thz是目前B5G/6G最有機會發展的潛力技術,但是這和往前幾代的3G/4G/5G不同,所提高的頻率範圍是兆位數量等級(也就是10^12次方),這將會大幅度的影響這個產業界!因為頻率的提高需考慮目前的半導體製程及材料,有沒有辦法克服因為太赫茲頻率提高所造成的相對低的PAE功率效率的功率放大器要如何獲得寬闊的功率操作區來避開所帶來的能量消耗及訊號失真! 

目前正在發展的第三代半導體材料化合物半導體SiC等,對於高頻的應用是很大的幫助,可以克服對應的能量消耗及訊號失真! 整體來說耗能與散熱永遠是設計者的在整合晶片對大的難題!

20220429

2022年4月27日 星期三

化合物半導體的利基點

台灣之Å 世代半導體研發
目前正在開發1Å(10–10 米 = 0.1奈米)解析度快速掃描穿透電子顯微鏡,能譜取樣技術於矽半導體應用,與台積電共同合作開發原子級檢測技術,可以檢測到次奈米(Å)解析度,已達產業「線上」量測所需。此外,也共同合作實現高密度(0.13 Gb/mm2)三維記憶體陣列。值得注意的是,台灣開發與國際同步Intel之2層異質垂直互補式場效電晶體(Complementary FET, CFET)元件驗證,而CFET優於叉型片電晶體(forksheet transistor),使其成為1nm以下邏輯技術節點的極具吸引力的元件架構。
目前半導體研究開發紛紛偏向於次奈米(sub-nanometer),而次奈米是指尺寸小於1奈米(nm)的物質,具有獨特的物理、化學和生物學特性,對許多領域的發展有重要作用。因此,台灣許多研究機構都用Å 來表達次奈米。[20230427]

羅姆的第四代SiC功率元件供應日立Astemo逆變器,以做車載使用
Rohm的第四代SiC功率半導體,已獲得Hitachi Astemo採用,將搭載於EV使用的逆變器(Inverter)[11]。Rohm由2010年開始發展,至今2022年,已經發展出第四代SiC產品出來。如今Astemo使用在EV上,以提高功率效能,這能帶給台灣什麼啟示呢?除了提早布局,深耕技術外,可能還要注意除了EV外,未來的6G可能是一個很重大的關鍵,因為高頻技術需要化合物半導體的協助才有辦法使用更高、更大的功率。[20221226]

鴻海可否整合台廠第三類半導體跨足B5G/6G 車聯網、衛星?
台廠的第三類半導體整合商機,可否被鴻海所整合呢?鴻海的確有此優勢,鴻海動作頻頻。鴻海近2年內,買下旺宏6吋廠入股盛新,使盛新母公司廣運投入SiC長晶爐自製上,心無旁騖[10]。鴻海的確看到商機,也想將第三類半導體整合進自家的電動車、衛星市場之中。[20220914]

Tesla引領SiC風潮發展
Tesla率先引用SiC,確實可以加速整個化合物半導體的生態[7],只是為什麼穩定度是問題?會需要客戶買單?穩定度為什麼會是問題?所有產品的通則問題,就是為了求! 這是不可避免的,當初微軟推出Win95時,就表示推出百分百沒問題的產品是不可能的,只要80%沒問題,後續慢慢修即可,Tesla也是走這路線。天下武功,唯不破![20220628]
引用[7]
Tesla的SiC MOSFET,回到2017年的時空背景,當時由Tesla要求供應商意法半導體(STM)為其「量身打造」,從設計、封裝的方式,採用的是Discrete(分離式元件)的小模組封裝。小模組封裝最大的優點就是有效率、又好用。

以Tesla的Model 3採三合一電驅動總成的方式,小模組可以更有彈性的搭配該設計,可以很快速因應不同要求的功率解決方案。而缺點就是,每個元件多少都有些微差異性、尤其是呈現出的電性不同,再加上安裝上車後,所處不同位置、面臨的溫度甚至是電流也可能不同,在汽車行駛一段時間後,各元件差異性就會更為明顯。

例如,某元件所處位置相對高溫、出現問題的機率就比其他元件來得高。一個元件出了問題,卻可能連帶影響整車的運作。所以,從Model 3及其他款車陸續推出至今,隨著時間推演,車內的某個小模組可能無法正常控制電流或故障。

值得注意的是,這也可能是當時的競爭對手「早預期可能會發生」的事。因為當時不少車廠更早規劃引入,考量到SiC的料源取得不易、成本高,還有對系統穩定度似仍有不符合預期等問題。

化合物半導體新加入台達電,強化台灣競爭力!
化合物半導體又有新業者台達電投入,台達電看到契機進而提早布局,透過成立子公司碇基半導體掌握上游設計脈動,結合本身功率技術優勢[6],這是明智選擇!

化合物半導體可以說是台灣立於不敗之地,台灣本身長期以來的半導體優勢,應該竭盡所能地大舉投入化合物半導體技術開發,如此才能以此為基礎,幫助在台灣的資通訊各領域發展![20220624]

化合物半導體勾起往日電子學的回憶
 目前半導體研究已進化成第三代化合物半導體,由第一代的,到第二代的砷化鎵(GaAs)磷化銦(InP),演進到第三代,以氮化鎵(GaN)碳化矽(SiC)為主的化合物半導體!

想起以前上半導體製程及電子學的課程,那些往事回憶又一一浮現!這是一個台灣立足全世界的產業,我們有半導體上中下游高整合的產業,我們需要好好利用這優勢向外為擴充!但是該怎麼擴充呢?[20220520/20220427]

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台灣以目標2030年臺灣矽製程必須要突破1奈米為前提,提出三大前瞻計畫!
1. 矽基半導體領域:推動「Å世代半導體計畫」(110-114年),加速12吋前段關鍵設備、三維晶片(3D IC封裝設備通過終端廠驗證,同時補助管制材料自主,開發高速、低功耗之運算元件,應用於電腦、手機、汽車等。

2. 化合物半導體領域:推動「化合物半導體計畫」(111-114年),串聯半導體產業鏈上下游節點,規劃加速8吋關鍵製程設備開發,推動SiC(碳化矽,為第3代半導體材料)粉體、8吋SiC晶圓自主,並鎖定高功率元件應用於電動車(摩托車、電動巴士)、綠能(風電),及高頻元件應用通訊(5G/6G)、低軌衛星。

3. 量子領域:推動「量子科研計畫」(111-114年),聚焦量子運算、量子通訊,發展矽基技術,以因應10年後的運算需求、進而擴大臺灣半導體產業未來發展空間。
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針對這些領域都是相當有前瞻發展的機會,也可以作為台灣6G的一項利基點!

化合物半導體的創新應用已成為未來半導體產業重要的成長契機,特別是以氮化鎵(GaN)碳化矽(SiC)為首的寬能隙材料,由於具備高頻、耐高溫、耐高壓與可實現更高功率密度等優異特性,可滿足全球5G/6G高頻通訊、汽車電氣化革命,及淨零碳排等趨勢發展需求,因而吸引各國業者競相投入。

寬能隙(WBG)元件 (亦稱為第三代半導體)—氮化鎵 (GaN)、碳化矽(SiC)等,由於具備高電子遷移率和高功率轉換效率、高擊穿電壓…等特性,因此相當適用於包括行動通訊設備如5G基地台、電動車、工業4.0、再生能源等對高壓電源架構需求高的應用。不過,寬能隙半導體雖然具備比矽元件更好的優勢,但其在半導體製程相關技術,以及應用設計方面難度較高,也導致業者對於這些新興複合材料所打造的寬能隙半導體元件有所卻步。

聯家軍的第三代半導體與6G發展
聯家軍開始布局於第三代半導體,這是明智的決定!不過6吋還是8吋發展,誰勝誰優還得研究比較,不過聯電策略是8吋第三代半導體! 另一方面我們護國神山台積電呢?有無動做呢?[20220509]

看到SiC的新聞[2],台灣的業者需要密切注意6G發展趨勢! 化合物半導體對於整個產業有很大的幫助並且受益於電動車的拉動使SiC在2021年成長57%,不過六大供應商都不是我們台灣[3]!20220429

化合物半導體氮化鎵(GaN)與碳化矽(SiC)優點整理:
  • 全球開始重視碳排問題,高效率低能耗散熱快 (節能/高穩定/高壓)
  • 寬能隙(Wide BandGap,WBG)元件,由於具備高電子遷移率高功率轉換效率高擊穿電壓,耐高溫高電流環境下仍有極佳效能(高穩定),具備高頻耐高壓與可實現更高功率密度
  • GaN
    • 其材料特性不只能協助電動車電池實現高壓設計,還能透過小尺寸封裝,縮小電源IC尺寸,比矽基的絕緣閘極雙極性電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)更具優勢[8]
    • 矽的使用範圍較廣,但是如果在特定領域,例如高功率應用,以及為了提高產品設計彈性而將功率元件縮小,功率元件需要提高運作速度,而運作速度受到不同半導體材料特性的影響,矽皆有其限制。例如1000V以上的高壓或者手機傳送無線電波等射頻應用,考量功耗等方面的需求,矽不是最適合的半導體材料,這時便需要考慮採用化合物半導體[8]
    • 以電動車為例,充電方面就需要解決現階段充電速度過慢的問題,因此未來的電動車車款,除了基本的動力需求,電池的電壓會持續增加,以便在同樣功率下,將電壓提升、電流降低,縮短充電的所需的時間。已有高階車款採用800V的系統,現在多數電動車雖然以300V的電壓為主,但是在可預期的未來,電動車電池會朝800V設計。由於GaN先天的耐壓特性較矽佳且損耗更低[8]
  • [9]
  • [9]
  • 全球僅有7家企業能夠生產8吋碳化矽基板,包括英飛凌Wolfspeed羅姆(Rohm)、意法半導體II-VISoitec,以及中國爍科晶體。前不久,Wolfspeed宣佈其位於美國紐約州Mohawk Valley的碳化矽晶圓製造工廠正式開業,據稱這是全球最大的8吋碳化矽晶圓廠[9]。
  • 半導體元件製造鏈主要包括基板→磊晶→設計→製造→封裝。碳化矽是具有1X1共價鍵的矽和碳化合物,在天然環境下非常罕見,雖然透過人工合成可以製造,但受制於技術,長晶速度很慢。另外碳化矽莫氏硬度為13 (僅次於硬度分別為14和15的碳化硼和鑽石),因此後段加工也極其困難[9]

  • 基板製造難度也較大。基板製造佔晶圓加工總成本的50%。良率低使碳化矽晶圓的主流尺寸一直是滯留在150mm (6吋),而200mm (8吋)晶圓遲遲未能批量生產,導致產量上不去,無法滿足下游需求[9]

  • 6吋與8吋碳化矽生產的主要差別在高溫製程上,包括高溫離子注入、高溫氧化、高溫啟動等,還有就是這些高溫製程所需的硬光罩(hard mask)等。擴徑到8英吋後,基板生長難度會成倍增加;還有就是基板切割加工問題;基板尺寸越大,相應的切割應力、翹曲問題越顯著[9]
  • 依6吋計,目前全球碳化矽晶圓年產能約在40~60萬片。就特斯拉Model 3而言,不但主逆變器上的24個電源模組上需要用碳化矽,OBC、慢充充電器、快充充電樁等地方也都要用。折算下來,相當於每輛車就消耗掉半片晶圓。而該公司2022年度的交車計畫為100萬輛,如此一來,僅特斯拉一家就將全球碳化矽晶圓消耗殆盡[9]


2022年4月25日 星期一

聯發科(MTK)亢龍有悔之發展趨勢

                                        
資料來源:聯發科技
[20240112] 聯發科2023年、2024年營收總回顧,展望未來應擴大產品線,積極迎戰高通

台灣聯發科公布2023年12月營收,合併營收約為436.8億元,月增1.41%、年增率12.91%,為15個月以來新高,第4季合併營收約為1,295.62億元,季增17.68%,年增19.75%,優於財測高標1266億元。全年2023累積營收則約為4,334.46億元年減率為21.02%,但仍為歷史第三高。而2022全年合併營收則年成長11.2%至5,487.96億元,為新歷史新高。因此2022年全年賺進超過7個股本。

2023年較2022年,減少21.02%,其實是整個大退步,但是和歷年比較來仍是史上第三高。這一兩年,AI手機幫助聯發科再創巔峰,展望2024年,AI持續升溫,聯發科將可在持續成長。不過,整體態勢應防止黑天鵝事件發生,建議聯發科不可將市場全部至於中國,否則將增高風險。建議應積極擴展歐美市場,並提出高階產品,擴大車用、手機、網通、AI等各產品線,挑戰高通,取得全球第一市佔。

以下三大觀察:
  • 聯發科不只有手機,已達多角化發展往第二曲線邁向
  • 聯發科已經不是只有手機業務,目前手機與非手機已達1:1比例[6],這表示聯發科正往韓第教授所說的第二曲線邁進,由未來的6G的角度看來,超大覆蓋率是一個很大的重點,到時候手機功能只是生態系中的一小部分,比較重要的是要多Device的互通,這就是IoT!正是聯發科的非手機業務,但是萬法不離宗,其所靠的還是基礎的通訊演算法規格技術,這部分聯發科可能要注意,不要一昧的廣,且要深![20220614]
     
  • 6G是聯發科髮夾彎道處,擺脫三星、超越高通
  • 可知聯發科善於打安全牌並且通訊產品線範圍廣[3][4][5],可以說是慢慢前進,並不像三星這麼的躁進,這有優點也有缺點,不過以技術性來講,聯發科在高頻段確實要好好努力,若想要成為通訊霸主的話,不能以試水溫的策略,應該要令人耳目一新的感覺,否則總是會讓人繼續停留在山寨霸主。6G是聯發科的一個很好的髮夾彎道轉彎處,技術上能不能擺脫三星追趕,超越高通,就是這個機會,要成為台灣的護國神山都有一定的天險,想當初台積電也是擺脫Intel的限制,而成為台灣的護國神山,所以聯發科一定要看清局勢![20220524] 
  • 一代拳王,下一個前進的方向
  • 一代拳王,由多媒體起家,跨足手機,挑戰通訊巨人。這勇氣很大,擴大領域、拳王不是被別人打倒,就是打倒別人。或許,該思索應該留下什麼給這個世界。因為拳王終究會力老而衰,是培養新的拳王當教練呢?亦或是回歸山林,尋找下一個前進的方向![20220520] 



    聯發科庫存問題嚴重,庫存天數上升至128天積極和各個供應鏈夥伴積極協商

    聯發科反映出目前的景氣變化,庫存問題仍然嚴重,聯發科2023年第1季營收為新台幣956.52億元,年減33%;毛利率為48%。營業淨利為143.69億元,年減60.6%。預估第2季營收將落在918億~995億元,與前一季相比,約下降4%至成長4%,與2022年同期相比,約減少41~36%,毛利率預估將為47.0%±1.5%,營業費用率預估將為33%±2%。

    第1季持續受到客戶庫存調整及需求疲軟的影響,雖然已經看到客戶、通路的庫存已持續下降,但部分消費性電子如手機動能仍低於預期,導致出貨及庫存去化狀況表現不佳。第1季存貨淨額為692.56億元,與上季的707.03億元相比並沒有太顯著的下滑,庫存天數更較上季小幅上升至128天。

    半導體市場需求疲軟,也讓整個生態系都看到成本壓力的問題[10]。這是問題所在,供應與需求的問題永遠都存在,聯發科的營利還有47%,相較前幾年的發展而言,仍是一等一的獲利。[20230502]

    聯發科鴨子划水、潛龍勿用

    聯發科受景氣影響,受利也跟著影響[7][8],不過大環境使然,沒辦法怪任何人,況且聯發科目前每一步棋都下的相當正確,由投片到英特爾有可以看出聯發科布局的企圖心。接下來,就等鴨子划水,春暖化開的日子吧!

    引用《周易.乾卦》:「潛龍勿用,陽在下也。見龍在田,德施普也。終日乾乾,反復道也。或躍在淵,進無咎也。飛龍在天,大人造也。亢龍有悔,盈不可久也。」幾句簡單的言辭,道盡諸般產業現況。現在正值潛龍勿用時刻,蓄勢待發的蟄伏隱藏,沉潛以待。[20220727] 




    電子與通訊

    這裡就是我的新的Blog 將以電子與通訊 做為本人研究探討之地!!
    希望能夠更加了解神奇的宇宙 歡迎各位光臨 ^^"