▲第三代半導(dǎo)體應(yīng)用商機(jī)起飛，通信、充電、車用三方通吃。

　　第三代半導(dǎo)體是目前高科技領(lǐng)域最熱門(mén)的話題，不只中國(guó)大陸想要這個(gè)技術(shù)，從歐洲、美國(guó)到中國(guó)臺(tái)灣，所有人都在快速結(jié)盟，想在這個(gè)機(jī)會(huì)里分一杯羹。為什么第三代半導(dǎo)體這么火熱？它的應(yīng)用與商機(jī)在哪里？

　　過(guò)去30年，臺(tái)積電、聯(lián)電擅長(zhǎng)制造的邏輯IC，基本上都是以硅做為材料的。但硅也有一些弱點(diǎn)，如果用門(mén)做比喻，用硅做的半導(dǎo)體，就像是用木頭做的木門(mén)，輕輕一拉就能打開(kāi)（從絕緣變成導(dǎo)電）。

　　而第2代或第3代化合物半導(dǎo)體就像是鐵門(mén)，甚至金庫(kù)的大門(mén)，需要很大的力氣，要施加大的電壓，才能讓半導(dǎo)體材料打開(kāi)大門(mén)，讓電子通過(guò)。因此，要處理高電壓、射頻信號(hào)，或是在信號(hào)的轉(zhuǎn)換速度上，第3代半導(dǎo)體都優(yōu)于傳統(tǒng)的硅。

　　目前，坊間所稱的第2代半導(dǎo)體，指的是砷化鎵、磷化銦這兩種半導(dǎo)體材料，「這是1980年代發(fā)展出來(lái)的技術(shù)?！苟F(xiàn)在所稱的第3代半導(dǎo)體，指的是氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）這兩種材料，「這是2000年之后才開(kāi)始投入市場(chǎng)的新技術(shù)」。

　　尤其，第3類半導(dǎo)體并不好做，以通信芯片為例，要按照不同的通信需求，選擇不同的材料，在原子等級(jí)的尺度下精確排好，難度有如給你各種不同形狀的石頭，堆出一座穩(wěn)固的高塔，誰(shuí)能用這些材料，生產(chǎn)出更省電、性能更好的晶體管，就是這個(gè)市場(chǎng)的勝利者。

　　目前，第3代半導(dǎo)體有3個(gè)主要應(yīng)用市場(chǎng)。

　　應(yīng)用1：射頻通信如5G、衛(wèi)星通信

　　第1，是將氮化鎵材料用來(lái)制作5G、射頻通信的材料（簡(jiǎn)稱RF GaN）。過(guò)去20年，許多人想用成熟的硅制程，做出可以用在5G射頻通信上的零組件。

　　最有名的是高通在2013年推出的RF 360計(jì)劃。當(dāng)時(shí)，市場(chǎng)上的擔(dān)心，高通這項(xiàng)新技術(shù)推出之時(shí)，就是生產(chǎn)通信用化合物半導(dǎo)體制造商的「死期」，穩(wěn)懋股價(jià)還曾因此重挫。

　　結(jié)果，高通生產(chǎn)出來(lái)的硅芯片非常燙，完全沒(méi)辦法用在手機(jī)上；后來(lái)，連高通都回頭跟穩(wěn)懋下單。業(yè)界人士觀察，通信會(huì)愈來(lái)愈往高頻發(fā)展，未來(lái)射頻通信芯片都是化合物半導(dǎo)體的天下，這個(gè)領(lǐng)域也是化合物半導(dǎo)體制造毛利率最高的部分，像穩(wěn)懋和宏捷科的毛利都在3~4成。

　　應(yīng)用2：低電壓的電源供應(yīng)器

　　第2個(gè)市場(chǎng)，是用氮化鎵制造電源轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱Power GaN），這是目前最熱門(mén)的領(lǐng)域。過(guò)去生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，最難的部分是取得碳化硅的基板，一片6吋的圓片，要價(jià)高達(dá)2800美元，而如今已經(jīng)完成了芯片刻錄（5納米）的12吋的硅晶圓，最貴的僅1600美元。

　　但近幾年，市場(chǎng)上開(kāi)始出現(xiàn)將氮化鎵堆疊在硅基板上的技術(shù)（GaN on Si）。這種技術(shù)大幅降低化合物半導(dǎo)體的成本，用在生產(chǎn)處理數(shù)百伏特的電壓轉(zhuǎn)換，可以做到又小又省電。目前市面上已經(jīng)可以看到，原本便當(dāng)大小的筆電變壓器，已經(jīng)能做到只有餅干大小，OPPO、聯(lián)想等公司，更積極要把這種技術(shù)內(nèi)建在高端手機(jī)和筆記本電腦里。

　　3月1日，野村證券發(fā)表題為「A GaN Changer」的產(chǎn)業(yè)報(bào)告，認(rèn)為未來(lái)2~3年，第3代半導(dǎo)體將重塑全球消費(fèi)性電源市場(chǎng)，取代用硅制作的IGBT電源管理芯片。野村證券報(bào)告預(yù)估，2023年，這個(gè)市場(chǎng)產(chǎn)值每年將以6成以上速度成長(zhǎng)。第3代半導(dǎo)體能源轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到95%以上，一旦被大幅采用，「臺(tái)灣地區(qū)能省下一座核能電廠的電」。

　　應(yīng)用3：高電壓的汽車電源

　　第3個(gè)市場(chǎng)則是碳化硅供電芯片（SiC）。碳化硅材料的特殊之處在于，如果要轉(zhuǎn)換接近1000伏以上的高電壓，就只有碳化硅能做到這樣的要求；換句話說(shuō)，如果要用在高鐵上，用在轉(zhuǎn)換風(fēng)力發(fā)電，或是推動(dòng)大型的電動(dòng)船、電動(dòng)車，用碳化硅都能做得更有效率。

　　第3代半導(dǎo)體是未來(lái)各國(guó)搶占電動(dòng)車、新能源，甚至國(guó)防、太空優(yōu)勢(shì)，不能忽視的關(guān)鍵技術(shù)，誰(shuí)在這個(gè)領(lǐng)域領(lǐng)先，誰(shuí)就能在這個(gè)領(lǐng)域勝出。