碳化矽研磨至約 100µm厚度之後，電鍍上一層具蝕刻圖案的鎳遮罩於碳化矽之上。 通過蝕刻的晶片接下來的一道製程是濕式清洗，用以清潔光罩及光阻聚合物。 然後對氮化鎵層 進行蝕刻，使用碳化矽層做為光罩，蝕刻終止點於晶圓正面的Au金層。 此外，台亞在第三代半導體布局初期，雖然是專注在生產製造，但仍積極尋找策略合作夥伴，來達到上一篇文章所說的、能勾幫助客戶客製化的「類IDM」方式。
- 電力輸出配置，可以同時為2台輕薄型筆電及2台手機或是4台手機充電，適合在辦公桌或是家中書桌等固定地點或是需要同時攜帶多種裝置的商務人士。
- 景氣大好、LED晶片產值年增高達45.2%的2021年，台亞的股價營收比(PSR)升至高點5.08倍，而目前也已達4.59倍，看起來報酬空間不大。
- 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。
- 然而，隨著 5G、電動車時代來臨，目前 GaAs 和 Si 的溫度、頻率、功率已達極限，當溫度過高時，前兩種材料容易產生故障，加上全球開始重視碳排放問題，因此高能效、低能耗的「碳化矽」（SiC）和「氮化鎵」（GaN）成為新一代商機。
- 很多人以為，第三代半導體與先進製程一樣，是從第一、二代半導體的技術累積而來，其實不盡然。
- 另外，再生能源也是一項被看好的氮化鎵應用，太陽能逆變器採用氮化鎵後可以提高太陽能的轉換效率，並縮小約30%逆變器體積。
産綜研的先進功率電子研究中心功率器件團隊的研發負責人原田信介表示，「通過（現有的碳化矽和氮化鎵的）組合，能使技術無縫銜接」。 該半導體支持的電流在試製階段約為20毫安，今後將為了實用化而開發支持10安培以上電流的功率半導體。 未來力爭應用於小型純電動汽車搭載的逆變器、以及光伏太陽能發電設備的電源調節器（電力轉換裝置）。 觀察台灣在第三代半導體的布局進度，除了要先克服技術瓶頸，還面臨國外大廠發展多年、技術領先，再加上中國「十四五規劃」將砸 10 兆人民幣、在 5 年內全力發展第三代半導體，打算來個「技術大超車」。 作為半導體供應鏈關鍵要角的台灣，也已開始積極布局，盼能急起直追，在這場關鍵的第三代半導體戰役上，台灣產業有不能輸的壓力。 SiC 是由矽（Si）與碳（C）組成，結合力強，在熱量上、化學上、機械上皆安定，由於低耗損、高功率的特性，SiC 適合高壓、大電流的應用場景，例如電動車、電動車充電基礎設施、太陽能及離岸風電等綠能發電設備。
碳化矽氮化鎵: 雨林涵養萬物 化合物半導體帶來豐富應用
氮化鎵GaN與碳化矽SiC同為第三代半導體材料，碳化矽SiC可以在元件上帶來：厚度更薄、低能源耗損、耐超大電流、耐1200V以上的高電壓等諸多優質特性都讓碳化矽SiC與氮化鎵GaN並列講求效率的新世代半導體材料最佳選擇。 碳化矽SiC目前普遍用在Tesla（特斯拉）與Porsche（保時捷）等高階電動車的元件中，與氮化鎵GaN皆有應用在消費市場。 氮化鎵GaN是氮（N）與鎵（Ga）的化合物，用於半導體產業，為第三代半導體材料。 其實氮化鎵GaN的研究早已超過30年，但在近年才開始成為半導體未來之星的原因是早期受限於製程技術無法大量製造。 根據市場研究機構 TrendForce 集邦科技的調研顯示，2021 年 GaN 功率元件營收達 8,300 萬美元（約新台幣 23.2 億元），YoY 年增率為 73%，到了 2025 年營收突破 8.5 億美元（約新台幣237.87 億元），CAGR 達 78%。
隨著英飛凌（Infineon）強調，從市場發展看，碳化矽（SiC）需求強勁，環球晶董座徐秀蘭日前也表示，碳化矽需求強勁，一掃電動車大廠特斯拉先前宣布對碳化矽用量將大減75%的言論，業界看好漢磊、台亞、環球晶衝刺碳化矽、氮化鎵布局，後續營運動能可期。 氮化鎵（GaN、Gallium nitride）是氮和鎵的化合物，是一種III族和V族的直接能隙（direct bandgap）的半導體，自1990年起常用在發光二極體中。 氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，例如氮化鎵可以用在紫光的雷射二極體，可以在不使用非線性半導體泵浦固體雷射（Diode-pumped solid-state laser）的條件下，產生紫光（405 nm）雷射。
碳化矽氮化鎵: 主要生產流程
在電力設備中，氮化鎵GaN的高功率性質帶動電供系統往高瓦數發展，在傳統材質矽發展已至瓶頸的現今，氮化鎵 GaN 高頻、高效與低發熱等可以解決以往處理不了的問題，在可預見的未來中，氮化鎵前景可期。 作為一個半導體界的未來之星，不論是瑞士「意法」、德國「英飛凌」或日本「松下」等國際半導體巨擘2018年底，相繼開始投入氮化鎵GaN的領域。 也伴隨著眾科技大廠如三星、小米開始採用，氮化鎵GaN開始獲得眾人的目光，就連有著護國神廠稱號的台灣積體電路（TSMC）都加入了氮化鎵GaN的戰局。 首先就 5G 碳化矽氮化鎵 而言，今後不論是 Sub-6（6GHz以下頻段）或 mmWave 毫米波（24GHz 以上頻段）的基礎設施佈建都需要大量的天線、射頻元件及基地台，這正是 碳化矽氮化鎵 GaN 發揮自身高頻、高功率、大頻寬、低功耗與小尺寸等優勢的最佳用武之地。 第三代半導體雖然發展已經有一段時間，不過，其實今年以來，才逐漸開始廣為人知，尤其是中國在今年發布的「145規畫」（第14個5年規畫），將第三代半導體納入其中，再度引起市場對第三代半導體的關注。 碳化矽氮化鎵 第三代半導體生產成本高昂，放量生產仍有難度，現階段國內外廠商都朝著策略結盟，透過加強上下游垂直整合能力，將良率提升、降低成本，最終量產。
Anker是充電器、行動電源、線材等多項3C周邊商品的知名品牌，在北美、歐洲、日本都有非常高的知名度，是充電器大廠。 這款PowerPort Atom III Slim共有4個介面，包括3個USB與1個USB Type-C介面輸出，USB Type-C介面可以單獨提供45W功率輸出，因此包括MacBook等筆記型電腦也可以使用。 小米的商品一直以高C/P值著稱，這款氮化鎵充電器價格不到1000元，並且可以提供手機或筆記型電腦、平板等需要高功率的3C產品充電。 在PTT上，小米氮化鎵充電器也獲得不錯的評價，網友的心得包括「插頭不可折這點蠻可惜的（攜帶上怕折歪） 不然就真的不錯」、「這顆最神的是便宜吧」、「其實小米最好用的是這些小玩意兒」、「買小米那個65W GaN就好了吧，便宜」。 【時報-台北電】進入後疫情時代，已是進行式5G基建身負振興經濟大任，砷化鎵、氮化鎵晶圓和功率放大器等，是不可或缺關鍵元件，國內大廠穩懋 （3105） 董事長陳進財指出，最上游碳化矽（SiC）基板是台灣5G供應鏈最後且關鍵的一塊拼圖。
碳化矽氮化鎵: 第三代半導體材料 市場潛力看好
其次，傳統汽車零組件產業具有轉型迫切性，隨著電動車、自駕車商機日益發酵，電子零組件在汽車的占比愈來愈高，國內車用零組件廠擅長的是金屬件及塑膠件，為追求持續成長，業者一直苦思轉型。 「跨足車用動力電子，就是最佳突破點，」吳誠文說，電動車市場正在快速發展，以車用動力電子做為化合物半導體的出海口，短時間可立竿見影，增加業者的信心，也不會與既有矽半導體產業鏈衝突，甚至可以相輔相成，開創更多機會。 另台灣第三代半導體要角環球晶（6488），則同步耕耘碳化矽和氮化鎵，環球晶董事長徐秀蘭先前表示，氧化鎵在研發階段（RD level）；環球晶把握自己的優勢，將公司定位在材料供應商，並不做到元件端，並且將投入長晶爐自製，預計需2年時間開發。 世界先進耕耘GaN技術始於2018年，以Qromis基板技術（簡稱QST 碳化矽氮化鎵2023 TM ）進行八吋QST基板的0.35微米650 V GaN-on-QST製程開發，於今年第一季開發完成，於第四季成功量產，此外，世界先進同時已和海內外整合元件製造（IDM）廠及IC設計公司展開合作。
體積小、低發熱、高瓦數的特性讓氮化鎵GaN非常適合使用在消費型電子產品的快充充電器上。 建立在優良的體驗上，儘管氮化鎵GaN快充充電器較普通矽元件充電器貴上許多，但依然有不少消費者願意為了更好的效能買單。 邱求慧表示，為了發展台灣電動車產業及取得半導體新優勢，預計明年起結合法人科專計畫與業界投入，以四年、每年十億元針對碳化矽技術研發投資，為台灣自主材料點火，希望能帶動後續約四百億元投資及本土聚落。 在所有應用中，GaN 快充已然成為推動 GaN 功率元件成長的最大動力之一。 當前有許多主流智慧型手機皆已配備快充功能，例如 Oppo 即為第一家標配 65W GaN 快充（採用 GaN HEMT 高電子遷移率電晶體）的廠商。 集邦科技指出，許多筆電製造商也紛紛表達會為自家筆電採用快充的意願，屆時勢必進一步帶動此一寬能隙材料的市場滲透率。
碳化矽氮化鎵: 應用
Si、GaAs 屬於低能隙材料，數值為 1.12 eV 和 1.43 eV，而 SiC 和 GaN 能隙較高，達到 3.2eV、3.4eV，因此遇到高溫、高壓、高電流時，跟前者比起來不容易從絕緣變成導電，更適合應用在高電流、高壓環境下，例如 5G 和電動車領域。 從「代」區分的話，會讓人誤以為是第一代、第二代技術累積甚至取代前兩代技術，但事實上，SiC 和 碳化矽氮化鎵 GaN 早在 40~50 年前就開始發展，直到 2000 後才開始投入市場。 第一代半導體材料是「矽」（Si）、「鍺」（Ge），第二代半導體是「砷化鎵」（GaAs）和「磷化銦」（InP），第三代半導體主流材料為「碳化矽」（SiC）和「氮化鎵」（GaN）。
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碳化矽氮化鎵: 投資六吋舊廠 鴻海進軍
相較6吋晶圓廠生產氮化鎵，8吋晶圓廠會更具有競爭力，但不可否認，材料的穩定性、製程的挑戰性也較高，需要花時間克服。 根據資策會市場情報研究所產業分析師蘇奕預估，到 2030 年時，全球電動車的累積數量，可望從 2020 年的 1100 萬輛左右，成長至 2 億 3000 萬輛至 1 億 4500 萬輛之間。 聯電榮譽副董事長宣明智預估未來電動車市場銷售值可達晶圓代工產業的 20 倍，也將是個人電腦加上智慧型手機產業總和的 2 倍，達到 1.98 兆美元。 低軌衛星也因火箭發射成本和衛星製造費用大幅降低，且為了滿足 AI、車聯網、物聯網等新興應用而開始普及。 太陽能和風力發電的成長主要來自各國要壓低碳排放和發展乾淨能源所帶動。 根據 TrendForce 研究指出，氮化鎵（GaN）功率電晶體價格不斷下降到接近 1 美元左右，而且技術也越趨成熟，預估至 2025 年 GaN 在快充領域滲透率將達到 52%。
國家中山科學研究院與台灣經濟研究院為推廣高功率模組應用之半導體材料及元件製造技術開發，於2015年一同成立高功率元件應用研發聯盟，為台灣功率半導體產業注入一股新動能。 為推廣國內學術研究單位投入功率半導體材料及高功率模組電力電子應用相關研究，將於2022功率半導體材料（氮化鎵＆碳化矽）應用元件國際論壇活動配合舉辦學生論文海報競賽，期能促成我國學研各界交流研討及合作研究。 雖然提高能效和減少散熱量一直是無線通訊產業的要求，但對於2G/3G/4G網路並非是當務之急。 對於5G網路就完全不同了，營運商希望頻譜利用率更高，5G基地台部署的密度也比以前更大，因此要求射頻訊號的峰值平均功率比更高。 大家會覺得使用氮化鎵元件的充電器價格普遍較高，其實氮化鎵的發展已經一段時日了，但早期因為製作難度及成本所以通常只會用在軍事或是衛星設備上。 如果你看到這邊還是對於第三代半導體的未來成長性有些疑慮的話，不妨參考一下以下數據： 2018 年 GaN 在電源供應器領域的市場規模大約是 900 萬美元，而 2024 年市場預估總產值將來到 3.5 億美元 — 6 年成長 40 倍。
碳化矽氮化鎵: 搶晶片重複下單 晶片荒更「慌」
多晶矽是很多具有不同晶向的小單晶體單獨形成的，不能用來做半導體電路。 加工矽晶片產生一個矽錠要花一周到一個月的時間，這取決於很多因素，包括大小、質量和終端用戶要求。 超過 75% 的單晶矽晶圓片都是通過 Czochralski（CZ，也叫提拉法）方法生長的。 碳化矽襯底是新近發展的寬禁帶半導體的核心材料，以其製作的元件具有耐高溫、耐高壓、高頻、大功率、抗輻射等特點，具有開關速度快、效率高的優勢，可大幅降低產品功耗、提高能量轉換效率並減小產品體積。
碳化矽和氮化鎵的製造成本會因各廠商積極投入研發量產而逐漸下降，製造成本降低有助於加速普及化，加上碳化矽和氮化鎵很適合應用在當今熱門且未來發展性大的幾個主要產業，電動車、5G、衛星、太陽能。 碳化矽氮化鎵2023 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。 碳化矽氮化鎵2023 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。
碳化矽氮化鎵: SiC 功率元件年複合成長達 30%
目前在矽基板氮化鎵上，2020 年已開發出 150 伏特和 650 伏特兩種平台。 另外，台積電轉投資世界先進也加足馬力，大力發展矽基板的氮化鎵晶片製造技術，預計最快 2021 年底可小量生產。 至於，在封裝廠精材方面，也投入氮化鎵射頻功率放大器的研發，2021 年也將進入量產階段。
此外，SEMI也長期倡導人才培育計畫，制定產業標準，這些都是與鴻海集團可以互為借鏡的優勢。 碳化矽的可靠性更為卓越，應用於鐵路車輛和純電動汽車，而氮化鎵的運行效率高，應用於智慧手機的快速充電器。 日本産業技術綜合研究所（簡稱産綜研）成功試製了把受到關注的新一代功率半導體材料碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）合為一體的半導體。 要實現電子産品和純電動汽車（EV）的節能化，用於電力轉換的功率半導體是必不可少的。
碳化矽氮化鎵: 相關新聞
這個製程的順序是在鎳遮罩已經被去除後，接續濕式清潔在光阻聚合物之前，選擇性的蝕刻掉氮化鎵層以使金層露出。 晶片溫度由RS公司以'4 level micro strips '進行了量測。 表一總結了多種類型的晶片在平板設定為10℃時，5分鐘蝕刻過後的溫度峰值。
- 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。
- 台亞22日舉行一年一度的法說會，總經理衣冠君對整體景氣保守，明年下半年才有回溫可能，景氣低迷之下，台亞對化合物半導體的投資毫不手軟，2023年台亞的資本支出將達16億元，擴建矽基氮化鎵無塵室及生產線，預計明年底小量出貨，中長期氮化鎵營收占比以30％以上為目標。
- 不管是導電型碳化矽基板還是半絕緣型碳化矽基板市場，都被美國科銳（CREE）、貳陸公司（II-VI）佔據主導地位。
- 即使潛力極佳，Ga2O3 仍必須克服同質磊晶和異質磊晶問題，散熱方面也是一大問題。
- 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。
- 但是在射頻元件、功率元件領域，碳化矽襯底的市場應用瓶頸為其較高的生產成本。
