工商時報 方歆婷 2021/02/16
隨高頻、高壓等應用領域蓬勃發展，包括電動車、綠能、5G基站、雷達偵測及快充等應用快速崛起，第三代半導體材料發展廣受矚目。
第三代半導體材料是以碳化矽（SiC）及氮化鎵（GaN）為材料主流。相較傳統第一、二代材料如矽（Si）、砷化鎵（GaAs）等，第三代半導體具備高功率、耐高溫、高崩潰電壓、高電流密度及高頻等特性，更能因應電動車、綠能、5G基站、雷達及快充等發展趨勢，其中以SiC-on-SiC、GaN-on-SiC、GaN-on-Si最具發展性。
生產半導體晶片（IC）的晶圓係由磊晶（EPI）及基板（Substrate）所組成。就第三代半導體而言，最常見的組合有四：
- SiC-on-SiC：應用在高壓／高功率市場，包括電動車、高鐵、綠電等領域，底下基板是採用N型（電力型）SiC。
- GaN-on-SiC：應用於高頻率的通訊元件，包括雷達站、基地台等，底下基板是採用SI型（半絕緣型）SiC。
- GaN-on-GaN：應用於RF射頻領域，但由於GaN基板只能做到2～3吋（SiC可做到4～6吋），因此較不符合成本效益。
- GaN-on-Si：成本較低，未來可望大量應用於消費型電子市場，如手機和NB快充。
國際GaN元件供應商除Cree和ROHM等外，主要集中在上游IC設計及IDM廠，可歸類為三五族公司（Skyworks、Qorvo、Broadcom、MURATA），以及功率元件公司（英飛凌、STM、NXP、TI）等。國內則集中在晶圓代工廠，包括台積電、穩懋、世界先進、漢磊，以及EPI廠全新、嘉晶、環球晶。
SiC供應鏈較複雜，分為長晶／晶錠、晶圓加工（切磨拋）、磊晶（EPI）、IC設計及Fab製造。國際大廠以Cree及ROHM布局範圍囊括上下游業務最全面。
國內供應商集中wafer加工及EPI，包括環球晶、全新、嘉晶等，Fad製造為穩懋及漢磊，太極能源子公司－盛新材料布局長晶，生產SI型SiC基板，目前進入產品送樣階段。SiC長晶效率及良率較矽晶圓低很多，一旦成功想像空間大。
大陸也將第三代半導體納入十四五規畫中，可見其重視程度。然短期而言，SiC、GaN等複合材料良率仍在緩慢爬升階段，成本居高不下，限制其滲透速度。現階段具SiC、GaN題材、且本業展望良好的公司，包括環球晶及穩懋、宏捷科、全新。美股則包括Skyworks、Qorvo、Avago等國際大廠。