李鎮宇專欄－三五族產業的春天快來了

矽是半導體世界裡最重要的元素，其他用化合物形成的半導體材料都必須要形成四個價電子的化合物，三五（III-V）族化合物就是由元素週期表中三族的鋁（Al）、鎵（Ga）、銦（In）及五族的氮（N）、磷（P）、砷（As）、銻（Sb）等組成，常用於光電產品及微波通訊，如最為人知的發光二極體（LED），雷射二極體及高速電晶體元件等，最廣泛使用的便是在通訊產品上的砷與鎵的化合物，具有高頻、低雜訊、高效率及低耗電等特性，可應用在手機、Wi-Fi、光纖通訊及衛星通訊等微波通訊上。

砷化鎵主要用於製造兩種科技產品，一是功率放大器（PA），另一則是面射型雷射（VCSEL），而PA的大量需求從4G開始跳升，而5G規畫海量物聯網的連網需求、車聯網經由無線通訊溝通的需求、基礎設施電子化連網的需求，都跟PA有關，隨著海量物聯網的布建，無線區域網路的Wi-Fi基地台需求，也會使用到大量的PA，都屬於中長期持續成長的市場。VCSEL目前除應用於智慧手機的3D建模，後續將拓展至擴增實境AR及虛擬實境VR、車用及工業3D視覺檢測等領域，市場對於VCSEL元件的應用及未來發展，更呈現爆發性成長。

3D感測應用即將原來2D的圖像轉換為3D資料；簡單說就是原有的攝像頭再新增一個測算深度資料的模組，相較於指紋辨識被破解機率為5萬分之一，3D感測被解鎖的機率僅為100萬分之1，安全性大幅提升。台新投顧預估2018年iPhone三款新機皆將導入Face ID，而Android陣營手機亦預估將在2018年第4季開始將3D感測導入手機前置鏡頭，將使VCSEL元件用量快速攀升。

3D感測除人臉識別功能之外，將可擴展至手勢識別、動作捕捉，乃至AR/VR應用，將帶來硬體+軟體升級變化，其中AR之應用預估將是下一個具爆發潛力之市場。

根據Gartner預估，隨iPhone引進3D感測，至2022年將有45％的智慧型手機將搭載2個或以上的VCSEL元件，也就是說VCSEL元件之應用將普遍存在各式手機之中。綜合以上，砷化鎵短期成長動能主要來自VCSEL導入智慧型手機需求，以及因資料中心、網路基礎建設而致PA用量增加的需求。

另一方面，中長期需求將持續發酵領域，包括中期的能將電信業者不同頻段整合在一起使用，進而提供更高速的網路下載速度之手機載波聚合技術（CA）需求的增加，及WiFi 802.11ac/ax的多輸入多輸出（MIMO）數由4x4升級至8x8，長期需求更來自5G上路，大量物聯網需求、車聯網應用及低軌道衛星等。

對台廠而言，更有PA需求持續增加帶來的委外代工動能，因而相關廠商皆積極切入PA及VCSEL相關商機；其中，穩懋為全球最大砷化鎵晶圓代工廠，2018年底產能將提升20％以上，新增產能約25％將使用在光電相關產品，其餘則以PA相關為主。

晶電則已投入5台機台生產VCSEL，並新建6吋線chip process產能，2018年VCSEL營收預估佔其總營收3～4％，2019年將大幅提升至10％。全新為全球第2大三五族化合物磊晶廠商，2018年有機會打入APPLE的VCSEL供應鏈，目前已通過產品認證，2018上半年陸續引進8台MOCVD機台生產VCSEL，在APPLE分散供應鏈策略下，預期將在2018下半年開始貢獻，後續成長可期。在PA、VSCEL需求帶動下，砷化鎵產業將迎來春天。