全球高功率整流二極體（High-Power Rectifier或High-Power Diodes）產業歷經數十年的發展，現階段市場上已商品化的產品，均是使用矽半導體為晶圓／磊晶圓材料的矽高功率整流二極體，此種產品目前無論從前段的矽晶圓製作到後段的封裝、測試等製程都已是一項成熟度極高的技術，具代表性的早期技術專利也多已過保護期限，故現階段除了部分關鍵技術進入困難度仍高外，全球各國製程技術水準已無太大差異。

產業機會

歷年來全球高功率整流二極體在下游電子系統產品上的應用，變化並不大，就2002年而言，以資訊領域上的應用比例最高，其次為消費性電子及工業電子，分別達到22.5％、 21.9％及21.6％，總市場規模達16.6億美元；其中在產品種類與規格方面，以小於3 A之產品需求規模最大，達85億9900萬美元，其次是3.1～35A之產品，達584.0百萬美元，35A以上的大電流產品需求規模最小，為216.7百萬美元；但近年來在下游3C電子系統應用產品往小型、瞬間反應、多功能等的發展帶動下，使得10VA以上、小於50ns的高功率整流二極體市場，特別是應用在SPS、LCD模組、手機充電器（Charger）、DSC等的高電壓、高電流、快速恢復型之蕭特基高功率整流二極體產品市場性較佳，相對會有較大的市場成長空間。

主要國家產業競爭條件

雖然歷年來台灣、中國大陸、美國、日本及歐洲廠商在全球高功率整流二極體市場上各有擅長，但美國、日本及歐洲廠商獨占鰲頭，是此產業的先進大國，美國的VGS、Motorola、On-semi、Vishey/GS、IR、Fairchild、ST等，日本的Shindengen、Sanken、Rohm、Nihon Inter等，及歐洲的STM、Philips、Infineon、Fargo等均為國際大廠，素來以產品品質、品牌知名度、創新研發能力著稱，並且因為技術創新能力及產品的壽命、電氣特性、效能、可靠度等較佳，而在中階、高階及高附加價值產品上佔有優勢，以供應自有品牌產品為主，而獲得較高的產品利潤（一般而言，此些大廠由於產品種類／規格、市場區隔與台灣廠商的定位不同，品質及品牌知名度認同度較高之故，平均單價較台灣產品約高出2.5倍，而同樣種類與規格的產品，平均單價也較台灣產品約高出15％）；參考(圖一)。

《圖一　全球主要國家高功率整流二極體產業競爭條件分析》

＜資料來源：工研院經資中心ITIS計畫；2003/05＞

此外美國廠商更專長於通路，故對下游客戶的需求能更即時的掌握與縮短交貨時程，而日本廠商更有優異的製造能力等，均是這些廠商得以成為全球龍頭、國際大廠的競爭優勢所在，然而這些國際大廠也都有較台灣及中國大陸的人力成本高、地理位置距離中國大陸等亞太新興潛力市場比台灣遙遠，以致前往開發、設廠營運成本比台灣相對高的競爭劣勢存在。

美、日、歐高階技術為競爭優勢

為克服以上各方面的劣勢，美國、日本及歐洲等國際大廠，近年逐漸釋放出低階及標準型產品等代工訂單，將資源集中在建立核心關鍵技術能力以及開發高階、高附加價值、特殊規格之矽高功率整流二極體及新世代高功率整流二極體，例如正如火如荼的展開以碳化矽（Silicon Carbide；簡稱SiC）及砷化鎵（Gallium Arsenic；GaAs）為晶圓材料的新世代高功率整流二極體開發，目前已開發出使用碳化矽晶圓材料的碳化矽高功率整流二極（SiC High-Power Power Diode）產品原型（Prototype），此種產品洽可彌補現階段矽高功率整流二極體因受限於矽半導體本身的材料特性，故在功能上有頻率響應、耐壓與輸出電流等不足之處，雖然現階段由於製造成本仍高及良率問題，尚未能商品化，唯可以預期其未來相關製程技術，將成為下一世代高功率整流二極體的首要研發課題及產業競爭優勢的關鍵決定因素。

我國產業威脅與優勢

我國高功率整流二極體產業發展至今近40年，多年來在國內下游電子市場蓬勃發展需求帶動下，廠商數已成長至12家之多，2002年我國總產值（含國外廠）為新台幣188億元，全球市場佔有率高達32.4％，前5大廠商國內市場規模值佔有率（CR5）為79％，為中度集中型的產業結構型態；然而我國廠商至今仍固守以矽為晶圓材料的矽高功率整流二極體領域，雖然除了中段及後段製程外，前段矽磊晶圓也已逐漸有自行磊晶的能力，唯連同屬於中段製程的高功率整流二極體晶粒均是供自廠（包括台灣廠及大陸廠）使用為主，很少有多餘產能可以提供對外銷售，故此方面的對外貿易金額並不大，2002年出口規模僅達新台幣25億元（其中出口至中國大陸的比重約佔總出口值的72％左右，且多是供給設在中國大陸的自家工廠使用），不足之處多從美國、日本及德國等主要大廠進口，2002年進口規模為新台幣40億元（近4年進口規模成長率達17％左右），日本、美國及德國各約佔台灣總進口值的60％、19％及4％。

中國成為我國高功率整流二極體產業最大投資地

此外，自1998年亞洲金融風暴造成我國下游應用產業持續大量外移中國大陸，我國高功率整流二極體廠商亦追隨陸續將倚重人工的後段封裝製程及低階產能移往海外，至今中國大陸成為我國高功率整流二極體對外唯一的、也是最大的投資地區，而國內高功率整流二極體的生產規模亦因此逐年下滑，唯市場仍呈現供過於求的狀況，1999年生產規模新台幣195億元，至2002年已萎縮至新台幣136億元，預計2003年在全球電子市場景氣未明顯回春下，會持續下滑至新台幣135億元。

專精於低成本製造，以及地理位置處於亞太地區、接近中國大陸等新興潛力市場，是我國高功率整流二極體廠商的競爭優勢所在，雖然近年來我國廠商與中國大陸廠商同樣都著力於建立自有品牌，但受限於技術研發、製造能力及品質穩定度，品牌知名度大多不高，且在屬於高頻、高壓、更高效能等高階產品領域的開發腳步也無法與國際大廠相媲美，故多數廠商只能侷限在低階及中階產品區隔市場經營，加上產品研究開發策略忽略了專利佈局在新材料、新技術與新產品上的重要性，故近年來雖然得以承接美國、日本及歐洲等國際大廠釋出的代工訂單及市場，但主要均是技術成熟度、標準度較高之產品，故品質差異不大、進入障礙低、可承接者眾之下，價格成為主要考量因素，價格競爭激烈下，未必有好的利潤可圖。

然而基於高功率整流二極體因產品本身有「功率消耗比例相當高，且具有承受高電壓及高電流的功能」，故並不適合設計在IC內的特性，特別是使用在高電流、高壓、高頻場合的高功率整流二極體尤其不容易被IC所取代，故短期內尚不會遭受到替代品的重大威脅，此外，目前台灣高功率整流二極體產業是一個中高競爭強度的產業，因此預期具有技術創新研發能力及能掌握價廉、質佳、穩定供應之上游材料，並與下游客戶維持緊密互動的廠商，仍然有其市場機會存在，有關台灣高功率整流二極體產業的競爭狀況，詳如(圖二)Michael E. Porter的產業競爭分析架構──五力分析模型：

《圖二 台灣高功率整流二極體產業五力分析》

＜註釋:(：高 (：中高 U：持平 (：低＞

技術跟隨策略將對產業長期發展造成限制

唯值得注意的是，我國高功率整流二極體廠商在產品開發上大都採跟隨者的策略，這樣的研發策略顯然忽略了專利佈局在新材料、新技術與新產品上的重要性，以美國、日本及歐洲等國際大廠目前積極開發的碳化矽高功率整流二極體而言，雖然現階段由於製造成本及良率等問題，價格昂貴還不容易為市場接受，但未來隨著良率的提高，勢必因單價日趨下滑，市場需求規模逐漸擴大而普及應用於各種電子系統產品，何況此些國際大廠於研發過程中所掌握的關鍵技術專利，將在未來的競爭者例如我國廠商等擬投入時產生箝制的效果，因此目前我國廠商的研發策略短期內雖然可以獲得商業利益，但就產業長期發展而言，則可能在將來受到國際大廠商的專利限制。

另一方面，我國高功率整流二極體廠商雖然目前無論是在矽高功率整流二極體的製造能力或研發能力上，均優於中國大陸本土廠商，但在生產要素方面，中國大陸低廉的人力資源及土地成本向來比台灣更具競爭優勢，更何況其擁有廣大內需市場作為後盾，故具有比台灣廠商更容易建立起品牌的優勢條件，因此，預期3～5年我國廠商的生存空間可能受到嚴峻的挑戰，我國高功率整流二極體廠商的研發策略及市場區隔已到了必要重新定位，才能維持甚至增大市場競爭力的時候。

結論與建議

展望未來，在產品與製程技術的發展機會方面，就產品種類與規格而言，現階段一般標準型產品由於其下游電子系統產品歷年來成長性並不高，故扮演穩定市場基本需求的角色，而目前在3C為主的下游電子系統產品小型化趨勢下，具散熱性佳優勢的蕭特基型及超快速型成為市場上最搶手的利基產品，其中又以10VA以上、小於50ns蕭特基的市場成長空間較大。

在封裝型態方面，現階段全球矽高功率整流二極體的產品封裝趨勢，主要朝向小尺寸發展，從傳統的圓柱形封裝、軸式封裝演進到加上散熱片的功率封裝，乃至目前越來越多產品採用的表面鑲嵌封裝，全球皆戮力朝向小尺寸的方向發展。另在新材料方面，雖然至今新世代的碳化矽或砷化鎵高功率整流二極體均尚未有量產產品上市，但已有碳化矽蕭特基高功率整流二極體的產品原型被開發出來，由於碳化矽高功率整流二極體的耐壓、散熱能力優異，且具高能帶係數、高熱導係數等特性，均顯示未來採用碳化矽高功率整流二極體的電子系統產品將可以大幅減少冷卻裝置的成本，並有更佳的可靠度表現。

此外，可在350℃以上的高溫操作等，均是使得市場普遍預期碳化矽高功率整流二極體將會是下一波引領高功率整流二極體技術革命的新世代產品之原因；由於目前全球碳化矽高功率整流二極體的研究方興未艾，根據以MRI技術預測模型預測的結果顯示，預計至2008年時一旦碳化矽晶圓尺寸大於4吋甚至6吋、晶圓的微管密度低於1cm-2、低壓型產品（指低於600V、20A）單價可以降低至0.01美元以下時，碳化矽整流二極體將會很快地在市場上興起，引領高功率整流二極體產業結構變革及廠商版圖重整。

為此，建議我國未來產業發展策略，短期而言應：一、追求更進一步的低成本化，以提昇競爭力，例如跨足上游磊晶製程、建置製造管理作業系統及企業資源計劃系統；二、克服規模經濟，建立優勢核心創新能力，例如將市場區隔，進行全產品線策略或利基產品線策略，以及善用策略聯盟、借力使力、互補長短；長期而言，建議宜厚植優勢核心創新能力，建立市場獨佔的力量，故應立即積極展開碳化矽高功率整流二極體之研究開發，以因應此新材料未來將對矽高功率整流二極體產業的衝擊。

我國應積極發展高階產品以面對中國競爭

此外，在面對中國大陸的競爭方面，過去數十年來我國廠商在矽高功率整流二極體之玻璃覆蓋技術、終止結構設計技巧、載子壽命控制技術、蕭特基接面等關鍵技術方面，長時間投入人力與資金等資源所累積技術根基及能量，並非中國大陸廠商目前就能趕上，憑此基礎台灣廠商未來應在超快速恢復型與蕭特基型等的高階、高附加價值高功率整流二極體產品上進行研究開發，以與中國大陸產品有所區隔，畢竟我國廠商唯有持續拉大與中國大陸廠商間的技術差距，保持技術優勢，才能和中國大陸維持即競爭又合作的關係。

在市場策略方面，現階段我國廠商一方面可以以承接國際系統大廠代工訂單的方式來進入中國大陸市場，另一方面則應直接掌控通路，甚至將部分低階產品或標準品委由中國大陸本土廠商代工，用貼牌方式加速取得在中國大陸市場的自有品牌市場佔有率，此外過去台灣高功率整流二極體廠商外移到中國大陸的產能，以低階產品及後段封裝製程為主，未來中國大陸內銷市場將更開放，在其電子技術逐漸提昇下，我國廠商為進一步追求降低成本及就近服務客戶，將前段矽磊晶圓製程及高階產品線移到中國大陸，並就近設立研發、設計中心、進用大陸低廉高級人力的本土化經營方式已勢在必行，屆時兩岸分工將無明顯區隔，而中國大陸也將成為台灣高功率整流二極體業者建立自有品牌、拓展行銷通路的練兵場及走向全球市場的重要跳板。

（作者任職於工研院經資中心ITIS計劃）

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