【翁士峻 每週專欄】第三代半導體產業分析

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第三代半導體材料為碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)為寬頻隙半導體,特性為體積小、高硬度與工作頻率高,跟第一代半導體材料的矽(Si)、第二代半導體材料的砷化鎵(GaAs)與磷化銦相比,承受更高電壓,處理高頻訊號讓電流更快通過,耐高溫與高功率等優點,第三代半導體是5G基地台、電動車、快速充電、雷達等重要關鍵元件,SiC及GaN在製作難度高與成本貴,所以目前不普及,但成長潛力很大。

 

根據工研院產科國際所統計,第1代半導體材料的市占率約9成,第2、3代合計約10%。第2、3代半導體去年市場規模約298億美元,但2025年成長到361.7億美元,2030年更可上看435億美元。國際大廠誇入第三代半導體的有Cree美商科銳、意法半導體(ST)、英飛凌(Infineon)、安森美(OnSemi)與ROHM。

 

國內最早跨入第三代半導體的為漢民集團的漢磊與嘉晶,漢磊為代工製造而嘉晶負責基板與磊晶,嘉晶是國內唯一有能力量產4吋、6吋碳化矽磊晶及6吋氮化鎵磊晶的公司,擁有磊晶專利技術,品質也獲得國際IDM大廠認可。嘉晶也會針對中小型的IDM,提供特殊的規格與製程。至於漢磊6吋SiC成為日系客戶主要生產供應來源,GaN、SiC已量產,且良率已達商用水準,650伏特GaN也已通過電動車車用技術規格標準認證,下半年在電動車領域商機大。

 

台積電在第三代半導體發展多年,以矽基板的化合物半導體為主,2020 年 2 月,意法半導體宣布和台積電合作,台積電已經為意法生產車用的化合物半導體晶片。子公司世界先進也大力發展矽基的氮化鎵晶片製造技術。

 

中美晶集團也開始積極投資第 3 代半導體,除了入股宏捷科,旗下的環球晶也切入第 3 代半導體基板技術,相關企業的茂矽正在積極發展氮化鎵的快充技術。

 

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