高壓GaN技術轉移——從台灣到美國的策略佈局？

台積電(TSMC)預計將在兩年內逐步退出氮化鎵(GaN)製程，這一決策在半導體業界引起廣泛關注。根據最新進展顯示，GlobalFoundries (GF)已獲得台積電650V與80V GaN功率半導體製造技術的授權，顯示GaN產業鏈可能迎來重大重組。

台積電自2011年起開發GaN製程技術，憑藉其於CMOS製程的專業能力，推動了矽基氮化鎵(GaN-on-Silicon，GaN-on-Si)技術的商業化進程。2015年時並克服了複雜的外延生長、晶圓翹曲與破裂等技術挑戰，同時嚴格控制交叉污染，正式啟動GaN-on-Si量產。

台積電始終對GaN製程設立極高的可靠性標準，通過JEDEC與MIL-STD可靠性認證，確保晶圓在高溫、高電壓及高濕環境下穩定運作。製程中亦導入故障檢測與分類系統，結合大數據分析，保障良率與缺陷控制，形成高度可靠的製造系統。

GlobalFoundries位於美國佛蒙特州的晶圓廠正在驗證台積電的GaN-on-Si製造技術。

(來源：GlobalFoundries)

Navitas因素：加速美國GaN產業佈局

GlobalFoundries獲得台積電GaN技術授權後約一週，GaN晶片大廠納微半導體(Navitas Semiconductor)宣佈與GlobalFoundries展開GaN代工合作，開發工作預計於2026年初啟動，量產則預計在同年稍後開始。

Navitas與台積電的緊密合作，展現了GaN領域「無晶圓廠+晶圓代工」(fabless + foundry)的典型協作模式。這家總部位於加州Torrance的新創公司於2017年取得突破，其由台積電代工的GaNFast功率IC已應用於Anker、聯想(Lenovo)與小米(Xiaomi)等主要消費品牌的快充產品中，迅速奠定其在高效能電源市場的地位。

自此，Navitas成為台積電GaN製程的「超級客戶」與示範案例。目前作為台積電最大GaN客戶，Navitas將在佛蒙特州Burlington的GlobalFoundries廠區採用GlobalFoundries高壓GaN-on-Si技術，驗證台積電650V及80V GaN製程的可靠性。

其中，650V高壓平台主要服務電源配接器、馬達驅動及光伏逆變器等高能效應用；中壓80V製程則鎖定伺服器與筆記型電腦電源系統，對應不同電力需求與效率標準。

美國GaN製造的潛在路徑

值得注意的是，在台積電宣佈退出GaN製造後，媒體報導Navitas可能會在未來12~24個月內，將部份生產轉移至力晶半導體(PSMC)。台積電與力積電皆採用成本效益高且相對簡化的GaN-on-Si技術。

Navitas目前佔台積電GaN晶圓近半，其轉向GlobalFoundries引發產業關注：這是否意味著關鍵GaN技術的供應鏈正加速向美國轉移？是否意在為人工智慧(AI)資料中心、電動車(EV)以及電網基礎設施等高功率應用，建立更具韌性的美國製造基地？

隨著傳統CMOS矽基電源解決方案逐步接近性能極限，GaN憑藉高效率、高功率密度與緊湊設計，正成為高壓技術的新寵，應用範圍涵蓋從智慧型手機到大型資料中心。GaN在高電壓、高頻率及耐熱能力方面，精準滿足最嚴苛的電源系統需求。

同時，GlobalFoundries在宣佈與台積電合作的同期，還獲得美國政府額外950萬美元聯邦資金，用於加速GaN製程研發。據產業報導，GlobalFoundries迄今已獲得超過8,000萬美元美國政府資助，用於GaN製造與技術推廣。

GlobalFoundries的GaN策略佈局

透過與台積電的合作，GlobalFoundries正全面提升其GaN-on-Si技術，尤其聚焦PDK準備程度與製程良率。GlobalFoundries目前在佛蒙特州晶圓廠建置200-mm GaN-on-Si製程能力，為未來量產奠定基礎。

與台積電的IP合作，不僅加速GlobalFoundries生態系統建設，也藉由台灣大型晶圓廠合作，獲得更多產能與商機。台積電成熟製程IP的引入，將明顯提升GlobalFoundries GaN製程供應能力及產能規模。

此外，GlobalFoundries持續擴充GaN IP、設備及原型製作能力，並加強可靠性測試。去年，GlobalFoundries收購Tagore Technology的GaN IP組合，進一步彰顯其對大規模寬能隙技術製造的長期承諾。

GlobalFoundries積極投資GaN製造IP、設備及工具。

(來源：GlobalFoundries)

GlobalFoundries以策略性半導體製造聞名，其目標是成為美國GaN製造中心，並可能承接台積電現有大部份晶圓業務，尤其來自美國GaN供應商的訂單。

儘管台積電計畫在2027年7月31日前逐步退出GaN晶圓業務，但2026年很可能成為GaN製造格局的關鍵轉折年。我們亦將觀察中國具成本競爭力的GaN晶圓廠，在這個快速成長的領域中能發揮多大影響力。

GaN功率市場重組？

台積電今年夏季宣佈退出GaN晶圓業務時，產業分析指出多個合理因素：來自中國晶圓廠的激烈競爭壓力、較低利潤率，以及台積電資源重分配，將焦點從傳統技術轉向Chip-on-Wafer-on-Substrate等新興製程。

然而，台積電在三十多年技術發展歷程中以策略周密著稱，並不會輕易放棄。因此，將GaN關鍵技術轉移給美國，是否早已納入與美國科技體系的協議中？或至少是影響決策的多重因素之一？

無論如何，GlobalFoundries與台積電的戰略合作，將對GaN半導體產業格局帶來深遠影響。這一技術整合，不僅重塑產業供應鏈，也有望解決GaN晶圓在大規模製造上的多項挑戰，為高壓功率應用開創新局。

(參考原文：A Power Reshuffle Follows GF, TSMC GaN Tie-Up，by Majeed Ahmad，Susan Hong編譯)

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