▲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)域最熱門的話題，不只中國大陸想要這個技術(shù)，從歐洲、美國到中國臺灣，所有人都在快速結(jié)盟，想在這個機(jī)會里分一杯羹。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？
過去30年，臺積電、聯(lián)電擅長制造的邏輯IC，基本上都是以硅做為材料的。但硅也有一些弱點，如果用門做比喻，用硅做的半導(dǎo)體，就像是用木頭做的木門，輕輕一拉就能打開（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，甚至金庫的大門，需要很大的力氣，要施加大的電壓，才能讓半導(dǎo)體材料打開大門，讓電子通過。因此，要處理高電壓、射頻信號，或是在信號的轉(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年之后才開始投入市場的新技術(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，就是這個市場的勝利者。
目前，第3代半導(dǎo)體有3個主要應(yīng)用市場。
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制作5G、射頻通信的材料（簡稱RF GaN）。過去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計劃。當(dāng)時，市場上的擔(dān)心，高通這項新技術(shù)推出之時，就是生產(chǎn)通信用化合物半導(dǎo)體制造商的「死期」，穩(wěn)懋股價還曾因此重挫。
結(jié)果，高通生產(chǎn)出來的硅芯片非常燙，完全沒辦法用在手機(jī)上；后來，連高通都回頭跟穩(wěn)懋下單。業(yè)界人士觀察，通信會愈來愈往高頻發(fā)展，未來射頻通信芯片都是化合物半導(dǎo)體的天下，這個領(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個市場，是用氮化鎵制造電源轉(zhuǎn)換器（簡稱Power GaN），這是目前最熱門的領(lǐng)域。過去生產(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，市場上開始出現(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)報告，認(rèn)為未來2~3年，第3代半導(dǎo)體將重塑全球消費性電源市場，取代用硅制作的IGBT電源管理芯片。野村證券報告預(yù)估，2023年，這個市場產(chǎn)值每年將以6成以上速度成長。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個市場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，如果要用在高鐵上，用在轉(zhuǎn)換風(fēng)力發(fā)電，或是推動大型的電動船、電動車，用碳化硅都能做得更有效率。
第3代半導(dǎo)體是未來各國搶占電動車、新能源，甚至國防、太空優(yōu)勢，不能忽視的關(guān)鍵技術(shù)，誰在這個領(lǐng)域領(lǐng)先，誰就能在這個領(lǐng)域勝出。