整體產業皆積極推動質與量的提升進程，來緩解供不應求的情形，使產能與相關應用能有進一步的突破。 就未來 10 年的半導體市場發展來看，台積電雖然在全球矽晶圓代工具絕對領先地位，但對第 3 代半導體材料的應用布局也沒遲疑。 台積電擴大投資化合物半導體領域，與全球最大氮化鎵功率 IC 公司納微（Navias）合作，可望取得蘋果快充 IC 訂單；台積電也與安森美與英飛凌等國際大廠合作生產第 3 代半導體的關鍵晶片，今年成長力道也強。 正在進行跨域合作的筑波負責的是較前段範疇、屬於MIH外圍供應鏈，提供電動車、能源系統被動元件，包括化合物半導體IC、大電壓及大電流IC的研發/量產/生產線的品質等測試段，也因為筑波長期與晶片供應商有密切合作，將能更好的提供快速有效方案。 許棟材信心十足說，電動車講究安全性，我們為客戶將測試平臺準備好，現在進行推廣，因應未來全世界電動車的需求增加；台灣在電動車方面的供應鏈已經通過檢驗，相信未來如特斯拉之類的合作廠商會越來越多，形成護國群山效應，期待三至五年之内，估計可以看到很好的成效。 而第二大商機則是與永續風潮有關，未來終端應用越來越強調節能省電、產品效能、綠色節能與淨零碳排，而第三類半導體耐高溫、耐大電壓、高頻率，且具有降低功耗與縮小體積等優勢。
氣態分子微污染物（AMC）一直是影響半導體晶圓製造及代工良率的重要因素之一，有鑑於此，IDM、Fab 及 Foudry 莫不積極佈建有效過濾 AMC 的化學濾網解決方案。 身為全方位微污染解決方案商的鈺祥企業，致力生產能有效過濾尺寸只有 0.3～1.5 奈米之氣態分子微污染物（AMC）的化學濾網。 目前該公司致力研發的 3 階層 GaN 拓樸設計能為 800V 電池系統帶來許多好處，包括更好的電子效能及更小尺寸等優勢。 和 2 階層 SiC 相比，3 階層 GaN 縮減系統體積達 26%，並降低 15% 的物料清單成本。 整體而言，第三類半導體適用於高頻及高功率的應用場景，其中 SiC 是製造適用再生能源及車用領域大功率元件的首選材料，至於資料中心、通訊及消費性領域等高頻率場景則是 GaN 最擅勝場之處。 世界先進因為擁有大量 8 吋的設備，也跟台積電採取相同的策略，大力發展矽基的氮化鎵晶片製造技術，以提升附加價值。
第三類半導體: 電動車及再生能源帶動第三類半導體發展 碳化矽市場前景看好
「其實，就是設備助理工程師，工作內容、薪資差不多，頭銜變好聽而已，大廠已到了『無魚，蝦也好』的地步」，一位科大教授說。 第三類半導體 周煥銘進一步說，以往私立技職生想進大廠不容易，現在電機、電子、機械、環工等科系，只要擁有證照的畢業生，各家都搶著要。 大廠就像吸塵器吸走人才，有兩家下游廠主動與學校合開人才養成班，每年有40位理工學生，不無小補。 位於新北泰山的南亞科也感同身受，主動避開大廠，就近與台科、北科、明志、龍華、健行、台北城市科大合作，共引入400位實習生，有12位升上設備工程師。 劉國偉比喻，聯發科、台積位於紫禁城內，大廠原只用第一環的台交清成學生，二線廠及封測業對接二、三、四環學生，現在大廠連七環的航太維修工程師都搶光，不在內的新八環，如高中職電子科年輕師資也被挖角當工程師，年薪是大學教授的2至3倍。
以氮化鎵為例，單晶生長難度非常高，故元件製作採用異質磊晶片，電動車採用碳化矽元件製作，亦使用碳化矽晶圓為基板的磊晶片，市場價值從2020年全球化合物半導體晶圓／磊晶市場規模10億美元，逐年成長預料至2026年的20.5億美元，年複合成長率達15%。 然而，電動車崛起，第三類半導體成為最夯的產業，完全不受經際經濟景氣的影響。 尤其碳化矽（SiC）產能加速投產，電動車功率元件未來可望快速成長，第三類半導體廠商機看好，供不應求，值得注意，也是台灣未來電動車及半導體產業大商機。 第三類半導體正是所謂的寬能隙半導體，其中，SiC 和 GaN 的能隙分別達到 3.2eV、3.4eV，因此當遇到高溫、高壓、高電流時，跟一、二類半導體比起來，第三類半導體不會輕易從絕緣變成導電，特性更穩定，能源轉換也更好。 GaN 元件目前常見於應用在如充電器、基地台、5G 通訊相關等高頻產品；SiC 則是出現在高壓、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。
第三類半導體: 半導體的摻雜
該公司能無塵室提供包括濾網牆、外氣空調箱、濾網風機組及製程機台風機組等空調及濾網部署作業，進而為台灣半導體產業的發展貢獻一己心力。 此外，有鑑於垂直共振腔面射型雷射（VCSEL）成為紅外線（IR）光電領域成長最快的科技之一，工研院以系統應用帶動元件發展，進行藍綠光 GaN VCSEL 開發，並搭配 AR 眼鏡系統商進行驗證，為台灣建立完善產業鏈。 除此之外，工研院並打造適用 GaN HEMT、VCSEL 及 UVC LED 光電磊晶元件整合驗證服務平台。 目前 SiC 功率元件主要廠商包括美國 Wolfspeed（掌握全球 6 成市占率）、Coherent（已被 II-VI 收購）及 On Semi、日本羅姆、中國天科合達及山東天岳、台灣環球晶、穩晟材料及盛新等。 身為全球最重要半導體生產基地的台灣，為了延續今後在全球半導體的影響力並為今後經濟發展灌注新動能，自然會全力推動第三類半導體相關技術與元件的研發與量產。 在過去豐富的半導體工藝製程的基礎下，台灣擁有一定程度的第三類半導體發展實力。
就以2012年併購的日本Covalent為例，前一年8月才簽備忘錄，徐秀蘭一回台灣就找日文老師上課，從最基本的五十音開始學起。 第三類半導體2023 「向來比較封閉的日本人，深深感受Doris的誠意與用心，現在跟日本同事開會，她都用日語溝通，更能了解當地狀況。」李崇偉佩服地說。 「就算工廠分散在這麼多國家與地區，在Doris（徐秀蘭）的領導下，環球晶都能把成本降到最低，也能發揮各地所長，我們的毛利與獲利率還跟老大哥（信越）不相上下。」陳偉文笑著說。
第三類半導體: 車用加持，SiC 功率半導體需求衝，2030 年估跳增 2.8 倍
對於一個半導體元件而言，材料晶格的缺陷（晶體缺陷）通常是影響元件性能的主因。 除了藉由摻雜的過程永久改變電性外，半導體亦可因為施加於其上的電場改變而動態地變化。 電晶體屬於主動式的（主動）半導體元件（active semiconductor devices），當主動元件和被動式的（無源）半導體元件（passive semiconductor devices）如電阻器或是電容器組合起來時，可以用來設計各式各樣的積體電路產品，例如微處理器。
根據工研院產科國際所統計，目前第一代半導體材料的市占率約九成，第二、三代合計約 10%。 化合物功率半導體（即第二、三代半導體）2020 年市場規模約 298 億美元，但 2025 年成長到 第三類半導體 361.7 億美元，2030 年更可上看 435 億美元，成長潛力大。 由於全球高檔電動車相繼推出800V高壓車型，電氣架構革新，將使SiC功率元件，成為主驅逆變器標準配備，據電動車業界評估，全球電動車市場對6吋SiC晶圓的需求，將從今（2022）年的25萬片，逐年上升，至2025年，暴增到169萬片，成長速度驚人。 特斯拉在2017年率先使用碳化矽（SiC）功率元件，接著現代、比亞迪、通用等車商跟進，歐洲車商奧迪、福斯不落人後，紛紛開始投產，目前車載充電器及轉換器元件等領域，SiC元件的應用，已趨成熟，但是因為產製過程複雜緩慢，技術門檻高，市場供不應求，要想搶市，並不容易。
第三類半導體: 分析2023、展望2024：台灣半導體兩大發展商機環繞「數位轉型」及「永續發展」
在半導體材料領域中，第一代半導體是矽（Si），第二代是砷化鎵（GaAs），而目前市場所談的第三代寬能隙半導體就是指碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）。 電動車對碳化矽（SiC）需求量大，但是供給面卻大有問題，原因有二，一是擁有碳化矽長晶量產技術的公司有限，不會超過5家，另一是碳化矽晶棒生產速度極慢，再加上切割、研磨難度高，造成碳化矽基板供不應求，造成電動車廠急欲掌握貨源，搶貨風潮大起。 此次訪談，比利時微電子研究中心（imec）邏輯晶片技術研發副經理Julien Ryckaert解釋，為何開發中的新興技術需要採取系統導向的設計思維。 內容說明系統技術協同優化（STCO）如何輔助設計技術協同優化（DTCO）來面對這些設計需求。
目前全球消費性電子正在衰退，但是使用在電動車電池的第三類半導體，卻因為電動車快速成長受益，再加上台灣政府扶持本土第三類半導體產業，使得碳化矽及氮化鎵後市看好。 相關產業發展，才正展開競賽，各類商機，後續發展值得期待，投資人可以持續追蹤。 由科技新報主辦、TrendForce 協辦的「產能再提升，第三類半導體前景無限」研討會於 3 月 24 日（五）於台大醫院國際會議中心舉行。
第三類半導體: 只投入100萬本金，30年就能夠變1181萬？理財達人示範：「台灣50( ＋定存」這樣買無腦翻十倍
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。 中國取名為第三代半導體，主要是為了與第一代半導體、第二代半導體區分，並成為化合物半導體領域的佼佼者。 整體上，目前 GaN 功率元件首先在消費電子市場（充電頭）放量，並逐步朝向資料中心/通訊電源供應器、可再生能源微型逆變器以及汽車 OBC 及 DC-DC 轉換器等應用場景擴展。 當前許多廠商試圖從創新長晶方式，以及晶圖切割、抛光及表面處理等高效率基板加工技術，乃至 8 吋擴產等多種途來降低 SiC 基板的成本。 其中 Wolfspeed 是第一家試產及擴大生產 8 吋 SiC 基板的廠商，至於意法半導體、羅姆及天科合達也有計畫在今年擴大投產。
- 因應電動車、風電綠能及5G等市場的急速爆發，能承受更高功率、高頻率，且擁有極佳散熱性的第三代半導體扮演關鍵性角色。
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- 同一個能帶內之所以會有不同能量的量子態，原因是能帶的電子具有不同波向量或者「k-向量」。
- 一般而言，摻雜物依照其帶給被摻雜材料的電荷正負被區分為施體（donor）與受體。
- 漢民集團則是最早布局化合物半導體的公司，在結束瀚薪之前，漢民從車用化合物半導體晶片設計（瀚薪），基板和磊晶技術（嘉晶），到代工製造（漢磊），體系十分完整。
若由成本結構來看，整台車當中，電池占比最高，約占三分之一至40％，半導體占30％，可見半導體的重要性。 第三類半導體因耐高壓、耐高溫特性，最常見就是用在設備充電，未來也預期會有更多樣化用途。 委托晶圓代工龍頭台積電生產、超快速手機充電器製造公司 Navitas Semiconductor 表示，電動車將是下個大賭注，如果 Navitas 能藉自家技術，可讓電動車充電時間剩三分之一，或電動車續航里程增近 30%，或電池尺寸減少 30%。
第三類半導體: 半導體材料歷經 3 個發展階段：
功率元件由於結構簡單，電性參數項目固定，市場上已有單一儀器可進行量測，電性參數在規格書定義得十分清楚，只要依照規格書的項目，便可逐一萃取各個項目值。 首先電性參數需要量測，以 600V 第三類半導體2023 的 MOSFET 為例，電性參數與說明如圖四；了解電性參數的定義後，即可在某參數異常時，推測是哪一結構出現問題，擬定物性故障分析方案。 依照不同的應用情境選擇適用的元件種類和電壓應用範圍，圖三是針對不同電壓對元件所作的區分，現今車載功率元件的主流範圍在 900V 以下，此部份以傳統的 Si 和 GaN MOSFET為主 ；而 1200V 以上的需求，則以鐵道或發電廠的應用為主，此操作便需要 IGBT 或 SiC 的元件了。 碳化矽不但擁有高電壓、大功率的特性，且在溫度與可靠度上，又比氮化鎵更適合做功率方面的應用，但直至特斯拉採用後，帶起了模仿效應，需求規模增加後，成本才逐漸壓低。 在半導體材料領域中，第一類半導體是矽(Si)，第二類是砷化鎵(GaAs)，而目前市場所談的第三類寬能隙半導體就是指碳化矽(SiC) 和氮化鎵(GaN) 。 因應電動車、風電綠能及5G等市場的急速爆發，能承受更高功率、高頻率，且擁有極佳散熱性的第三代半導體扮演關鍵性角色。
綜觀以上，只要有適當的分析工具，組合成既定的分析步驟，再整合電性特徵與物性結構，便能有效地挖掘出故障的真因。 隨著功率元件的應用愈發廣泛，相信此套分析流程，能夠協助功率元件廠商快速研發與提升量產良率。 功率元件的結構雖然簡單，但樣品製備的難度卻高於 IC 製程，原因在於功率元件晶片表面有一層厚厚的鋁，遮擋了亮點的觀察，不過在初步的亮點定位上，我們可優先選擇使用 Thermal 第三類半導體 EMMI，利用其熱傳導的特性，先進行第一次定位，待定位完成後，若需要更精細的範圍，再選擇其它的定位工具。 身為碳化矽概念股投資人的我們，除了關注碳化矽相關產業鏈的總體經濟、半導體材料的未來發展和國家相關政策以外，碳化矽概念股本身的公司體質與營運表現也要一併考慮進去。
第三類半導體: 相關新聞
相較之下，車用 第三類半導體2023 GaN 元件主要供應商主要為 IC 設計公司，包含近期被英飛凌收購的 GaN Systems、Nexperia、Transphorm、EPC 等，而其晶片製造則主要由台積電、世界先進、漢磊等公司代工。 集邦科技(TrendForce) 是一家提供市場深入分析和產業諮詢服務的專業研究機構，同時也是產業資訊媒介平台。 現今全球註冊會員已超過500,000名，聚集來自各大新興、科技產業圈人脈。 透過贊助本研討會，您將獲得一次獨特的宣傳推廣機會，在眾多相關廠商面前展示其企業形象、享受絕佳曝光、藉此拓展您的貿易版圖以及增進品牌商譽。
- 「因為6點到8點是美國的傍晚時刻，可以安排視訊會議，8點之後，就能跟台灣與亞洲各國的同事開會。」徐秀蘭解釋。
- 為期5天的2023 Bio-Asia Taiwan 亞洲生技大會已於7月30日圓滿落幕。
- 寬能隙是化合物半導體的特性，原有以矽基半導體做成的功率元件或模組，在低頻高功率的需求上，既有的市場需求是穩固；但當應用範圍朝高頻、高功率時，已出現產品不足以滿足此規格，因而從下世代的化合物半導體找出適應材料。
