第3代半導體成為熱議話題，不但台積電、中美晶等大廠搶進，鴻海也買6吋晶圓廠備戰，在這一場競爭激烈的第3代半導體戰役中，究竟有哪些廠商會從中脫穎而出，令人期待。
在第3代半導體之中的氮化鎵（GaN）以及碳化矽（SiC），因其耐高溫、高壓及高頻的特性，接連傳出被特斯拉、蘋果等指摽性廠商導入，目前滲透率雖低，但已受到許多台廠供應鏈關注，股市更颳起第3代半導體旋風。
第3代半導體為化合物半導體的一種，是一個過去就存在的技術，被點名受惠的公司股價皆一飛沖天，一名資深業者感嘆地說，「以前市場差，一堆做第3代半導體的都放棄去找其他工作，最近都開始回流了。」
第3代半導體的商機究竟有多誘人，從各家廠商都預計導入的力度，就可略知一二。以氮化鎵來說，因可大幅節省能耗、空間，戴爾、小米等消費電子產品廠商紛將其採用在快充頭上，據傳蘋果也將導入在快充設備上。除了充電器，在碳化矽基板上長氮化鎵的技術（GaN-On-SiC），更能應用在光達、基地台甚至衛星通訊等高階應用，雷達系統公司創未來科技董事長王毓駒指出，因為高功率、低能耗的特性，因此創未來的雷達裡，已經有導入氮化鎵晶片的方案。
碳化矽應用更不在話下，自從特斯拉在電動車Model 3逆變器導入碳化矽元件後，以一顆碳化矽元件抵4、5顆矽功率元件的特性，被看好為能取代過去的IGBT模組。除了電動車之外，其他包括太陽能、風電等需要高壓電力傳輸的場域，同樣可以看到碳化矽的身影。資策會資深產業分析師鄭凱安表示，「預計到2025年，碳化矽功率元件全球產值，至少會達到20億美元以上。」
目前第3代半導體還是由歐美IDM（整合元件製造）廠壟斷，但隨著各家業者大舉投入第3代半導體，以及電動車、軍工航太、資料中心、基地台等新興應用起飛，台廠莫不期待能在其中扮演一定的供應角色。
鴻海研究院半導體研究所所長郭浩中分析，「台灣在化合物半導體滿強的，在元件上雖然材料美國比較厲害，但是製造端有台積電、穩懋，封裝有日月光，台灣是有機會做起來的。」
科技大廠紛插旗卡位，台積手握客戶、穩懋擴廠
放眼看去，除了原本就稱霸矽晶圓領域的台積電、日月光、環球晶等，均布局卡位第3代半導體一段時間；在第2代半導體砷化鎵（GaAs）領域深蹲已久的穩懋、宏捷科、全新等，也擺出對第3代半導體勢在必得的態勢。此外，功率元件供應鏈如強茂、漢磊、世界先進，以及從LED、太陽能領域跨足的富采、太極、穩晟等，也摩拳擦掌投入第3代半導體。
任職漢磊達6年的前總經理莊淵棋曾在一場論壇分析，會讓台積電、聯電投入氮化鎵代工技術的關鍵，「是因為它跟代工廠原本的設備相容度達9成以上，且氮化鎵有機會轉到8吋廠投片（目前大部分在4吋廠、6吋廠投片），只要多添購專用設備就好，其他都可以轉來專用。」
但莊淵棋也坦言，化合物半導體與矽基半導體差異甚大，「需要很長的學習曲線，不是廠商不願意做，而是不知道怎麼做。」對台廠而言，向學界取經是最快的一條路徑。
有超過10年氮化鎵研究經驗的陽明交通大學終身講座教授張翼透露，其實數年前台積電為了研究氮化鎵代工技術，就派人在張翼的研究室裡拜師了一到2年。台積電已經擁有外商Navitas、意法半導體等矽基氮化鎵代工訂單，可說是台灣目前在氮化鎵領域表現較為突出的代工業者。
而聚焦成熟製程的聯電，為了衝刺氮化鎵領域，近日更宣布布局充電應用、投資封測廠頎邦，同時也找來長庚大學教授邱顯欽坐鎮，深化在射頻的碳化矽基板上長氮化鎵技術。邱顯欽表示，「聯電現在有很多既有的RF-SOI（射頻絕緣上覆矽）客戶，再加上聯穎有聯電的6吋廠支撐，最快明後年可以看見成果。」
至於投身化合物半導體長達20年的穩懋，則選擇在南科擴廠迎接未來商機。穩懋專攻射頻、通訊應用，目前在砷化鎵代工市占率高達八成，受惠於IDM廠持續釋出代工訂單，根據匯豐證券預估，過去五年穩懋每年複合成長率達到兩成，未來第三代半導體是否也會走向專業代工模式，值得持續關注。穩懋代理發言人吳俐蓁指出，穩懋氮化鎵營收占比為個位數，未來會持續發展這個領域，「我們氮化鎵產品都是應用在高功率、高頻率的基地台、衛星通訊應用上。」
不過，相比於代工廠商紛紛出招，台灣也有不少業者想走垂直結盟模式，補足眼下的不足，其中以漢民、中美晶集團為代表。有資深業者表示，「現在IDM廠都在想辦法獨吃市場，各種合縱、連橫政策已經出現，台廠必須抱團才能殺出血路。」
漢民集團投資第3代半導體多年，目前擁有自主研發的基板技術、磊晶廠嘉晶、代工廠漢磊，漢民集團創辦人黃民奇更是氮化鎵設計廠宜普（EPC）共同創辦人。漢磊宣稱是亞洲唯一具量產規模的第3代半導體代工廠，今年上半年也終結兩年的虧損，是業界相當關注的碳化矽指標業者。
由徐秀蘭領軍的中美晶集團，同樣是其中的佼佼者，環球晶除了已與美國碳化矽晶球廠GTAT簽下長約外，也同樣透過入股結盟的方式，完成了結合基板與磊晶、砷化鎵代工廠宏捷科、車用二極體模組朋程的營運模式。不過，有化合物半導體分析師指出，目前中美晶集團較有優勢的地方屬於原料及代工，未來是否能在設計、模組殺出重圍待觀察。
最後，則是作風較為低調的LED大廠富采集團，據一位了解富采內部的業者透露，富采除了封裝仍需要外包外，其他部分幾乎在集團內都有布局。富采與砷化鎵代工廠環宇合資成立的氮化鎵代工廠晶成半導體，目前已可提供客戶，從磊晶到代工的前段一條龍製程解決方案，在設計端，內部也有漢威光電、嘉和半導體分頭進行開發。
只不過，台廠雖個個看似蓄勢待發，但目前已實際打出成績的業者，卻是屈指可數。
難題1〉IDM居主流，成本高、以高階市場為主
關鍵之一在於，IDM廠仍舊占據了大部分的第3代半導體市場，因此，除了應用在充電的氮化鎵出現了許多IC設計公司，讓台灣磊晶、代工廠有一定發揮空間外，其他如碳化矽基板上長氮化鎵，以及碳化矽元件領域都還未看到明顯的代工訂單釋出。
到目前為止，第3代半導體價格仍居高不下，導致市場受限。王毓駒直言，同樣的晶片面積，氮化鎵製造的成本比矽製程多了一百倍，「我們都是高價產品才會導入。」一名分析師也提醒，目前功率元件概念股「現在其實吃的是漲價潮，公司第3代半導體的營收占比還是偏低。」
難題2〉價格競爭力差，須向日、美購買上游材料
其次，上游基板、磊晶材料都掌握在日本、美國廠商手上，則是一大隱憂。有業者憂心，若是IDM廠能以低價格取得上游材料，對擅長垂直分工模式的台廠來說，短時間恐怕沒辦法取得較佳的價格，若上游成本就多人一截，價格競爭力並不顯著。
難題3〉難以打進下游，產品已開發，但無人採用
其3，下游客戶採用意願仍有待突破。由於台灣缺少本土汽車、通訊設備等品牌供應鏈，難以打入國外封閉的系統，有功率元件業者就私下表示，其實公司相關產品早已經開發完成，但迄今沒有外商願意採用。
一名台灣業者也坦言，台灣化合物半導體公司規模不夠大，「代工業者希望客戶先下大單給他，但IC設計公司也希望等到製程有進步再開始下單，最後就會變成死胡同。」
相對於台廠的小心謹慎，急於在半導體取得亮眼成績的中國，則挾帶市場資源積極投入。根據調研機構TrendForce調查指出，去年中國約有25筆第3代半導體投資擴產項目（不含LED），總投資金額已逾7百億元人民幣，年增180％，成為未來各國的心腹之患。
不過，業界預期，隨著基板禁運政策未變、技術程度受限，短期中國「也許能做出1、2片做Demo，但是無法量產，把良率搞起來。」但畢竟無人敢忽視中國想自主發展半導體的決心，是否終究會對台廠造成排擠效應，仍待釐清。
不過，就長期來說，不論前景如何，誠如環球晶董事長徐秀蘭所言，「第3代半導體很重要又很困難……，對台灣來講，也是不可錯過的市場。」過去，台灣曾經一度出現砷化鎵熱潮，汰弱留強後，由穩懋脫穎而出，成為全球化合物半導體代工霸主。如今，第3代半導體將再起風雲，最後究竟有多少台廠勝出，值得拭目以待。
台灣氮化鎵先行者，台積、穩懋上門求合作
台灣第一家砷化鎵元件製造廠漢威光電，日前決定切出4吋廠獨立引資或出售，據了解，陽明交通大學終身講座教授張翼新創立的易達通科技已有興趣。
張翼可說是台灣化合物半導體元老級人物，鑽研相關技術超過30年，一路從材料、磊晶、製程都有涉足。張翼的學生、目前任職聯鈞光電的蕭佑霖表示，張翼教的研究項目通常具有商業化前景，比如他在2006年就開始氮化鎵的研究，那時氮化鎵甚至還未被稱為第3代半導體，「現在他的學生都分布在第3代半導體業界，包括台積電、世界先進等公司。」因此，元老級的張翼一有動作，自然會成為業界關注焦點。
現在最火紅的氮化鎵，張翼早在10多年前就開始與夏普展開合作研發，他透露，「他們找我做GaN-On-Si（矽基氮化鎵），那時不知道要幹嘛，後來才知道他們把這個技術拿去做逆變器，相信我應該是台灣第一個做的。」張翼的經驗吸引台積電、穩懋找上門求合作，兩公司分別在陽明交大成立聯合研發中心，都由張翼擔任主任。
面對記者問起易達通對漢威光電的四吋廠規畫，張翼低調地表示是有規畫部分入股，「之後一些東西在他們那邊做。」他並透露，未來易達通採取IDM模式，預計明年上半年推出應用於5G基地台的高頻氮化鎵元件來搶攻市場，「這是國內業界沒有人做過的技術。」他神祕地說。
本文授權轉載自：今周刊
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責任編輯：傅珮晴
