從手機到電動車都需要用到的碳化矽（SiC），可以說是邁入5G時代的重要半導體材料。
大致來說，半導體材料可分為3個階段：第一階段是矽（Si）元素等基礎材料；第二階段是砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等化合物半導體材料；最新的第三代半導體材料，則以碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）等寬頻化合物半導體材料為代表。
碳化矽具有耐高溫、耐高壓的特點，應用範圍包括智慧電網、不斷電系統、電源供應器以及新能源車領域。 電動車大廠特斯拉（Tesla）就在Model 3車款的逆變器中，採用SiC MOSFET（金屬氧化半導體場效電晶體）元件；氮化鎵應用的領域則包括手機、電動車、 5G 基地台等。
成立於1998年的嘉晶，主要負責研究、開發、生產製造及銷售矽、碳化矽、氮化鎵等磊晶材料，由於嘉晶是國內唯一一家可以同時提供碳化矽，以及氮化鎵磊晶代工服務的廠商，隨著5G、電動車時代的到來，嘉晶在材料領域占有關鍵優勢。
優勢1〉就近服務，占有產業關鍵優勢
嘉晶為何有本事成為國內唯一？主因是碳化矽、氮化鎵這兩款新材料的生產不易，嘉晶電子董事長徐建華從兩方面來解釋：其一，製造碳化矽晶圓的原料，大多需要從國外少數供應商進口，且製造成本偏高。
其二，技術難度也是一大挑戰。以氮化鎵為例，在製程上，必須將氮化鎵磊晶長在矽晶圓基板上，由於兩者的晶格不同，製作過程中容易翹曲破片，矽晶圓基板也有規格要求，導致整體量產難度高。
在半導體產業中，磊晶屬於材料部分，有耐高溫、耐高壓的特性，晶圓（Wafer）在製作過程中，有些IC設計公司及IDM（垂直整合製造）廠商的產品，需要用到有磊晶的晶圓，就會希望有業者協助備妥基板（substrate）和磊晶，嘉晶就是瞄準這些客群。
目前，嘉晶是台灣唯一有能力量產4吋、6吋碳化矽磊晶及6吋氮化鎵磊晶的公司，擁有磊晶專利技術，品質也獲得國際IDM大廠認可。
徐建華表示，嘉晶在矽磊晶的業務整體主要分為兩大部分。第一部分是提供晶圓代工廠的協力業務，占比約2成，主要是晶圓在代工廠內進行部分流程後，送至嘉晶進行磊晶製程，再返回晶圓代工廠完成後續流程。在製造時效考量下，嘉晶有地域優勢，可就近服務台灣的晶圓代工廠商。
隨著台灣晶圓代工的成長，徐建華認為，這項業務將會持續成長，而且有了技術及效率上的優勢，「外來的競爭者不容易跟我們競爭。」與此同時，嘉晶也完成超接面（Super Junction）金屬氧化半導體場效電晶體（MOSFET）多層次或埋藏層製程磊晶出貨，不斷增加自身產品的附加價值。
優勢2〉產品客製，奪得新材料市場先機
另一項占了嘉晶矽磊晶業務約6～7成業績的「標準型」業務，是直接買進晶圓，做一層磊晶在上面，再把磊晶和基板一起賣出。這部分，嘉晶主要是針對中小型的設計公司及IDM公司，提供客製化的規格與製程。
除此之外，嘉晶也會針對中小型的IDM，提供特殊的規格與製程。
之所以鎖定中小型設計公司及IDM客戶，是因為部分廠商因為規模不夠大，採購材料時議價能力較弱，「嘉晶可以集合這些客戶需求，一起跟基板廠商購買原料。」
嘉晶手握磊晶專利技術，加上可以針對客戶對元件特性的不同需求，客製生產方式與製程條件，因而區隔出與同業的差異，形成競爭優勢。
疫情使得遠距工作成為全球職場的新常態，帶動筆電、平板銷售大增，iPhone 12的推出也讓5G需求攀升。其中，5G手機因為搭配大容量電池，氮化鎵快充裝置需求增加，包括三星、小米、聯想、OPPO、華為等大廠，都已採用氮化鎵快充方案。
由於布局得早，嘉晶和集團內夥伴公司漢磊科合作的碳化矽及氮化鎵供應鏈，目前已經進入量產，並持續與多家設計公司及IDM大廠合作，也是嘉晶能持續成長、迎來新商機的重要關鍵。
嘉晶
成立時間:1998年
董事長:徐建華
總經理:孫慶宗
近期財報:2020年第3季營收30億元，年增7.97％
關鍵技術:擁有磊晶專利技術，可量產4吋、6吋碳化矽磊晶，及6吋氮化鎵磊晶
本文出自數位時代319期12月號《解析台灣半導體奇蹟！》封面故事
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責任編輯：林美欣、張庭銉
