第三代半導體材料成顯學，市場看好未來第三代半導體材料的各項優勢，但礙于成本仍貴，量產具有難度，為了加快技術上以及生產上的突破，單打獨斗困難，各方人馬進入團戰階段，愈早把良率提升、成本降低、進入量產，愈快能享受這塊未來看好的市場大餅。

第三代半導體前景

據半導體材料分類，第一代半導體材料包括鍺以及硅，也是目前最大宗的半導體材料，成本相對便宜，制程技術也最為成熟，應用領域在資訊產業以及微電子產業；第二代半導體材料則包括砷化鎵以及磷化銦，主要應用在通訊產業以及照明產業；而第三代半導體才以碳化硅以及氮化鎵為代表，則可應用在更高階的高壓功率元件以及高頻通訊元件領域。至于碳化硅以及氮化鎵雖然同為第三代半導體材料，但應用略有不同，氮化鎵主要用在中壓領域約600伏特的產品，一部分會與硅材料的市場重疊，但氮化鎵有很好的移動性，適用在頻率高的產品，此特性在基站、 5G等高速產品就會很有優勢；而碳化硅則可以用在更高壓，如上千伏的產品，包括電動車用、高鐵或工業用途，具有很好的耐高溫以及高壓特性。也因如此，以碳化硅晶圓為例，市場更看好其在車用市場的應用，包括充電樁、新能源車以及馬達驅動等領域，據市調機構Yole Developpement表示，碳化硅晶圓到2023年時市場規模可達15億美金，年復合成長率逾31% ；而用在通訊元件領域，到2023年市場也可達13億美金，年復合成長率則可達23% ，商機受矚。

各方人馬合作/結盟/并購動作積極

全球半導體大廠跨入第三代半導體材料，已多展開合作、策略結盟或并購，包括IDM廠商意法半導體并購Norstel AB以及法國Exagan、英飛凌收購Siltectra ，以及日商ROHM收購SiCrystal等等；而臺廠也爭逐第三代半導體材料，以今年上半年臺積電(2330)攜手意法半導體最具代表性，而此次硅晶圓大廠環球晶與宏捷科的策略私募入股，整合上下游產業鏈的能力達成互補，加快開發腳步以及瓶頸，打團戰比單打獨斗，更快可獲取市場。

氮化鎵難度在晶格，碳化硅晶種、長晶都是挑戰

目前第三代半導體材料占比重仍相當低，量產端的困難仍是最大挑戰。氮化鎵發展瓶頸段仍在基板段，造成氮化鎵的成本昂貴且供應量不足，主要是因為氮化鎵長在硅上的晶格不匹配，困難度高，另外的困難在于氮化鉀產品容易翹曲，所以基板也要特別制造，如果會往上翹，就要在先逆向長氮化鎵在硅上，具有相當難度。以碳化硅來說，技術難度在于第一、在長晶的源頭晶種來源就要求相當高的純度、取得困難，第二，長晶的時間相當長，以一般硅材料長晶來說，平均約3-4天即可長成一根晶棒，但碳化硅晶棒則約需要7天，由于長晶過程中要隨著監測溫度以及制程的穩定，以免良率不佳，故時間拉長更增添長晶制作過程中的難度；第三則是長晶棒的生成，一般的硅晶棒約可有200公分的長度，但長一根碳化硅的長晶棒只能長出2公分，造成量產的困難。

價格仍是普及的最大關鍵

全球以硅為基礎的半導體材料市場約4500億美金，其中第三代半導體僅才占10億美金的水準，比重仍相當低，以中美晶來說，目前第三代半導體材料僅占中美晶不到1%的水準，包括碳化硅4吋以及6吋產品、氮化鎵8吋的產品，但未來的成長幅度仍很大，不過要商業化的關鍵即是價格要快速下降，至少要比現在價格還要便宜5成，市場接受度才會提高。而對于各國的發展腳步，包括美國、日本、歐盟都想把技術建立起來，且化合物半導體應用領域在軍事也不少，在大功率的高速交通工具也是關鍵材料，所以被各國視為戰略物資，半絕緣的化合物半導體甚至要拿到證明才可以出口，是相當重要的上游材。至于整體市場的起飛時間，本來市場認為，在5G和電動車的推波助瀾下，2020年第三代半導體材料就會有量，但今年受到新冠疫情影響，整個車用市場大亂，5G布建也受到影響，預估2021年下半年就會比較有量，最快可以應用的還是power相關的產品，但5G以及電動車領域仍是未來撐起市場的重要動能。