認識第三代半導體
晶圓是製造半導體的材料。依材料的不同，可分為一至三代半導體，第一代半導體以矽 (Si) 、鍺(Ge)為主，第二代半導體以砷化鎵 (GaAs)、磷化銦 (InP) 為主，第三代半導體則以氮化鎵 (GaN)、碳化矽 (SiC) 等具備高速、抗高溫高壓的化合物為主，其具有高功率、耐高溫、高電流密度、高頻等特性，可使晶片面積大幅縮小，簡化周邊電路設計。
第三代半導體的出現，是否代表前二代的半導體將被取代？並非如此。原因是不同材料的半導體功能不同，有不同的應用領域，第一代半導體應用於CPU處理器及消費IC、第二代半導體應用於手機關鍵通訊晶片、第三代半導體則應用在5G、電動車及衛星通訊等面向。因此，三代半導體各有所用，而無相互替代之說。
氮化鎵與碳化矽
第三代半導體的核心材料--碳化矽與氮化鎵有什麼具體的應用？
首先，氮化鎵材料的用途，一方面可用來製作5G、高頻通訊的材料。這也是化合物半導體製造毛利率最高的部分。此外，氮化鎵也可用來製造電源轉換器，用在處理數百伏特的電壓轉換，可以做到又小又省電。根據研調機構Trend Force的研究，至2025年，氮化鎵功率元件的市場規模將達8.5億美元，年複合成長率高達78%。
第三代半導體另一項關鍵材料為碳化矽。碳化矽的不可替代處在於，目前只有它能做到轉換接近1000伏特以上的高電壓。這個優勢若運用在轉換風力發電、電動車或電動船上，碳化矽將是更有效率的選擇。以電動車的應用為例，工研院產科研究總監楊瑞臨指出，美國電動車大廠特斯拉採用第三代半導體碳化矽，讓碳化矽元件散熱性佳及提高電動車續航力等優點獲得證明。（延伸閱讀：電動車已成趨勢，專家建議台灣大力投入車用化合物半導體研發）
第三代半導體概念股
上述說明了第三代半導體以及其應用上的優勢後，接著來分析台灣哪些公司搭上了這項產業趨勢，展現了投資亮點。
首先是鴻海對第三代半導體的布局。鴻海於2021年9月宣布買下旺宏6吋廠，並預計將這座廠從邏輯電路代工轉為生產第三代半導體材料中的碳化矽元件，顯示鴻海跨足第三代半導體領域的業務藍圖。（延伸閱讀：鴻海吃電動車商機重要一棋，25億收購旺宏6吋廠 布局碳化矽兩大難關，劉揚偉將如何應對？）此外，晶圓雙雄台積電與聯電，在第三代半導體的開拓上也各有規畫。台積電不僅與全球最大氮化鎵功率IC公司納微、以及安森美與英飛凌等國際大廠合作生產第3代半導體的關鍵晶片，台積電集團股世界先進與精材，在矽基氮化鎵晶片製造技術發展以及氮化鎵射頻功率放大器的量產也不缺席。聯電方面，近年積極開發氮化鎵功率元件與射頻元件製程，並鎖定高效電源功率元件及 5G 射頻元件等商機。（延伸閱讀：第3代半導體如何突破？專家：發展不同於先進製程，晶圓代工發展待觀察）
第三代半導體進入量產階段的環球晶與漢磊，更是值得關注的要角。目前環球晶6吋碳化矽基板月產能已有數千片，氮化鎵產品以4吋為主小量出貨。漢磊在碳化矽上是具有4吋與6吋完整產能建置的廠商，4吋月產能約1500片，6吋月產能約800片。此外，盛新材料亦有望於今年年底在4吋碳化矽基板進入量產階段。（延伸閱讀：台積電想再稱霸20年，就得靠這新材料！14家台廠搶先布局，散戶該上車嗎？）
除了上述邁入量產階段的公司，砷化鎵代工廠穩懋與宏捷科，也開始佈局氮化鎵的產能。而就股價反映來說，近期第三代半導體題材促使股價飆漲最顯著者應屬越峰。越峰因掌握了高純度碳化矽粉料，並已小量出貨給台灣與國外矽晶圓相關廠商，此利多題材使其股價於2021年9月上旬短短半個月飆漲一倍。
結論
隨著第三代半導體於車用元件之運用，以及通訊領域、5G基地台等領域之技術發展，碳化矽與氮化鎵等第三代半導體材料之需求，已成為重要發展趨勢。涉獵第三代半導體領域的企業，將是接下來1~3年波段投資的重點產業，值得投資人留意。
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責任編輯/周岐原
