第三代半导体虽然发展已经有一段时间，不过，其实今年以来，才逐渐开始广为人知，尤其是中国大陆在今年发布的「十四五规划」，将第三代半导体纳入其中，再度引起市场对第三代半导体的关注。
第三代半导体材料的碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN），与第一代半导体材料的硅（Si）、第二代半导体材料的砷化镓（GaAs）相比，有着尺寸小、效率高、散热迅速等特性。适合应用于5G基站、加速快充以及电动车充电桩等相关产品领域，也是目前为止，技术已经足以应用商业化的产品。
国际各大厂科锐（Cree）、英飞凌（Infineon），以及罗姆（ROHM）已进入量产碳化硅的阶段。过去3年来，碳化硅、氮化镓等化合物成本，已下降20％至25％，将有利于终端产品导入第三代半导体的比率逐渐增加。
至于中国台湾，汉磊是台厂当中，在碳化硅、氮化镓领域，着墨最深的指标大厂。
今年6月，汉磊与旗下子公司嘉晶在碳化硅、氮化镓领域，已开始加速布建产能，瞄准市场对于第三代半导体的需求，6吋碳化硅晶圆已在试产阶段，客户端对于电动车需求最大。汉磊在第三季法说会上表示，下半年只要通过客户验证，对于明年出货量、营收的贡献，有望较今年成长。
尤其是最近热门的电动车族群，是第三代半导体瞄准的重要领域。汉磊的650伏特高压氮化镓已经通过电动车的车用标准认证，并且开始逐渐导入，在电动车无法阻挡的趋势下，可以看到第三代半导体在充电领域展现的效益。
除了汉磊，上游晶圆厂中美晶8月投资35亿元，入主砷化镓晶圆代工厂宏捷科，投入氮化镓的制程开发，有望能达成上下游互补效应，取得综效，未来在半导体化合物的市场中，发展潜力值得关注。
想将氮化镓应用在5G基站，就必须从基站的功率放大器（PA）切入。宏远投顾分析师翁浩轩指出，在现行PA市场，仍使用材料为硅的「横向扩散金属氧化物半导体技术」（LDMOS），由于LDMOS仅适用低频段，5G使用的3.5GHz高频段，已触碰到LDMOS制程的天花板。
随着5G朝向更高频段发展下，目前只有第三代半导体材料氮化镓可满足高频、低噪声、高功率、耐高压及低耗电需求，自然也成为未来5G基站的主要材料。
全新已经通过高通第二代5G功率放大器的认证，今年第四季已经开始出货，只要高通的第二代5G销售反应不错，全新将可以跟着受惠，成为明年重要的营收动能。加上明年还有5G手机放量成长和Wi-Fi 6渗透率提升的趋势，对于功率放大器的需求量只增不减，明年获利成长势头看好。
由于氮化镓组件目前单价还是偏高，氮化镓组件应用在电信设备基站渗透率约仅3成。不过，根据工研院预测，只要未来需求量提高，价格应该能持续压低，到2025年渗透率可达近5成。
至于将氮化镓导入消费性电子领域，则是来自于射频组件（RF）领域的高速成长。市场调研机构Yole Développement 预估，氮化镓在射频组件渗透率年成长率高达7成以上。
以iPhone为例，据市场研调机构TechInsights分析，射频组件占iPhone总成本的金额，从11 Pro的33美元，成长到12 Pro的44.5美元，涨幅超过3分之1，是所有iPhone零组件当中，成长比率最高的组件。
除了5G基站之外，最早导入氮化镓的是消费性快速充电零组件，由于氮化镓小巧、高效能、低发热的特点，电源内部设计空间因此增加，也会导致整体规格产生质变，同步带动大功率无源器件需求，以因应大功率充电趋势，原本尺寸小的电解电容，有可能将会转换为稍大尺寸的多层陶瓷电容（MLCC）。
国宏团旗下无源器件厂凯美产品应用在变压器约达四成，搭配5G手机快速充电使用的变压器，已经接到中系手机订单，预计明年开始放量出货。
导入第三代半导体，将会是从上游金属原料、金属化合物到零组件的变革，中国台湾虽然在半导体累积了先进制程的技术，不过，若想要更上一层楼，还是需要第三代半导体的材料技术。
可预见的是，第三代半导体的相关厂商数量、能见度也会逐渐提高。
来源：今周刊
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