三星電子的氮化鎵（GaN）半導體代工業務再傳挫折。據外電報導，三星在韓國龍仁器興園區打造的 8 吋 GaN 代工專線，試生產階段的晶片在高溫環境下無法正常運作，原定年底量產的目標可能被迫再往後推遲數個月。這是三星 GaN 業務半年內第二度「翻車」，今年 5 月自家 GaN 離散元件才因效能未達客戶標準而拿不到訂單。
GaN 是新一代化合物半導體，具備耐高壓、耐高溫與高切換效率的特性，主要應用在電動車、機器人與資料中心等需要高壓高溫環境的場景，電動車充電器與 AI 伺服器供電都可能用到。根據韓國半導體媒體 The Elec 報導，三星的 8 吋 GaN 代工專線月產能約 1,300 至 1,500 片晶圓，替無晶圓廠（fabless）晶片設計公司代工生產，但試產晶片在攝氏 100 至 200 度環境下暴露約 1,000 小時後，出現停止運作的現象。
高溫測試 1,000 小時就掛點
GaN 功率元件主打的就是能在高溫高壓環境下長期可靠運作，支援電壓最高可達 1,200 伏特、環境溫度超過 200 度。這次出問題的測試，正是半導體產業通用的 HTOL（高溫操作壽命）驗證：讓元件在升溫加壓的條件下連續運作 1,000 小時，確認是否會漂移出規格甚至失效，這是車載充電器、資料中心電源轉換、工業馬達驅動等應用出貨前的必過門檻。試產晶片在 100 至 200 度下撐不過 1,000 小時，等於直接踩到 GaN 產品線的核心賣點。
GaN 晶片是在矽晶圓上以 MOCVD（有機金屬化學氣相沉積）設備長出一層氮化鎵磊晶層，磊晶層的品質幾乎決定了成品效能與壽命。業內人士向 The Elec 表示，三星為了衝刺目標效能，調整了製程參數，卻可能犧牲了晶片壽命；GaN 功率半導體需要 2 至 3 伏特的閾值電壓，如果電壓設定過低，元件在微小電流下就可能出現誤動作，長期熱應力下閘極介電層加速劣化，最後導致元件失效。三星在器興自製磊晶層，雖然掌握了供應鏈與成本，但無法像競爭對手那樣向第三方供應商比對製程配方，磊晶製程成熟度必須從零累積。
量產時程二度延後，最快 2027 年中
三星的 GaN 布局之路走得並不順遂。三星 2023 年重組 LED 事業，成立化合物半導體解決方案（CSS）部門專攻 GaN，原訂 2025 年啟動 GaN 代工專線，後來因功率半導體市場需求疲弱，時程延後到 2026 年底。今年 5 月，三星自家 650 伏特等級 GaN 離散元件因導通電阻（on-resistance）未達客戶要求的效能標準，多家客戶評估後沒有下單，三星還同步退出了與 Semipowerex 合作的政府補助電動車專案、放棄模組業務。
此次 HTOL 測試問題發生後，業界認為量產時程可能再延後數個月，The Tech Times 分析指出，三星 GaN 代工若要進入商業化量產，最快恐怕要等到 2027 年中。三星官方則回應，目前仍在量產前的開發階段，正在處理量產前的試誤問題，現在判定是否構成不良品還太早。
對手已出貨一兩年，三星明顯落後
當三星還在試產階段摸索時，英飛凌（Infineon）、意法半導體（STMicroelectronics）、德州儀器（Texas Instruments）與中國的英諾賽科（Innoscience）都已商業銷售 GaN 晶片一至兩年。英飛凌更在 2025 年 7 月宣布 300 釐米（12 吋）晶圓 GaN 製程推進順利，2025 年第四季已交付客戶樣品，12 吋製程每片晶圓可切割的晶片數量是 8 吋的 2.3 倍，成本優勢將直接壓迫包括三星在內的所有 8 吋 GaN 計畫。英諾賽科則是目前全球產能最大的 GaN-on-Si 專業製造商。
三星的潛在客戶也在觀望。報導指出，多家無晶圓廠公司已在評估其他 GaN 代工夥伴作為備援，包括格羅方德（GlobalFoundries）、力積電（PSMC）與 X-FAB。GaN 半導體的光罩（mask）成本遠低於矽晶片，先進矽邏輯製程的全套光罩動輒數千萬美元，客戶一旦投片就很難更換代工廠；GaN 光罩成本只有其零頭，客戶同時驗證多家代工廠是實際可行的供應鏈策略，三星若遲遲無法解決問題，客戶關係可能被競爭對手逐步蠶食。
在韓國本土，三星同樣面對追兵。DB HiTek 的 GaN 代工開發計畫持續推進，2026 年初已向客戶交付評估樣品，目標 2027 年進入量產；SK 旗下的 keyFoundry 也在投入 GaN 代工領域。換言之，三星的 GaN 代工若一再延宕，不僅國際客戶可能轉投格羅方德、力積電陣營，連韓國國內市場都可能被 DB HiTek 搶先卡位。
市場正在起飛，三星卻跟不上
GaN 功率元件市場正處於高速成長期。根據英飛凌引用的市場預測，2026 年 GaN 功率元件市場規模可達 9.2 億美元，年成長率約 58%，在 AI 資料中心、電動車與快充裝置的需求帶動下，2030 年市場規模將逼近 30 億美元，2026 至 2030 年的年複合成長率達 44%。此外，台積電 2025 年中宣布將在 2027 年 7 月退出 GaN 晶圓代工業務，留下的市場空缺原本被視為三星的切入機會，但以三星目前的進度，恐怕難以即時承接。
結語
三星憑藉記憶體與晶圓代工的規模優勢，在全球半導體市場舉足輕重，但在 GaN 這條新賽道上，卻因為先後錯過時程、效能不達標與可靠性問題，落後競爭對手一大截。業界分析指出，MOCVD 製程最佳化是高度經驗累積的工程，每一輪測試、分析與參數調整都耗時數週，三星的 GaN 代工想追上對手，考驗的是時間與耐心，而市場成長的窗口正在逐季收縮。