「南方雨林」已在南部與某汽車零組件大廠簽訂合作備忘錄，擬共同開發化合物半導體與車用動力電子技術。 國科會強調，半導體也是未來 6G、AI、淨零排碳、量子電腦、精準健康、電動車、低軌衛星等新興科技的核心，以我國的半導體實力為利基，可以開創發展新興應用機會，期許在跨部會合作平台下，2035 年半導體產業不論是製程、設備、材料、晶片設計都得以延續我國在半導體產業的領先優勢，為下世代半導體技術奠定基礎。 砷化鎵是第二代半導體的主要原料之一 — 另一主要原料是磷化銦（InP）。 隨著科技日益發展，現在市場的主流（例如：電動車、再生能源、高速通訊等），對於電子元件的規格要求更高，而原本的第一代半導體原料「矽」的元素特性，開始無法因應需要在更高溫、更高電壓的環境下運作。 因此市場開始尋求半導體原料創新，漸漸地就開發出第二代半導體的砷化鎵（GaAs）及磷化銦（InP）兩種主要原料類別。 第二代半導體的出現，也意味著半導體原料正式從「元素」領域晉升到「化合物」領域。
一般常見的金屬材料其導電帶與價電帶之間的能隙非常小，在室溫下電子很容易獲得能量而跳躍至導電帶而導電，而絕緣材料則因為能隙很大（通常大於9電子伏特），電子很難跳躍至導電帶，所以無法導電。 半導體（德語：Halbleiter, 英語：Semiconductor, 法語：Semi-conducteur）是一種電導率在絕緣體至導體之間的物質或材料。 半導體在某個溫度範圍內，隨溫度升高而增加電荷載子的濃度，使得電導率上升、電阻率下降；在絕對零度時，成為絕緣體。 依有無加入摻雜劑，半導體可分為：本徵半導體、雜質半導體（n型半導體、p型半導體）。
化合物半導體: 應用實例
針對第三類半導體的市場前景發展，集邦科技分析師曾冠瑋指出，其會朝向 8 吋晶圓發展，進而有助整體市場的穩建成長。 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。 在全球半導體製造大廠紛紛加快先進製程腳步之際，製程設備是促進半導體製造大廠技術突破的關鍵。 根據國際研究公司Gartner統計，ASM在全球單晶圓ALD設備市場佔有率已達到60%，遙遙領先其他廠商。 從美中貿易戰到新冠肺炎全球擴散、再到俄烏戰爭爆發，過去三年變化劇烈的全球政經局勢，使得台灣的半導體產業成為地緣政治競爭的焦點，也推升台灣半導體產業的蓬勃發展，更持續吸引半導體產業鏈供應商相繼來台設立據點或擴大業務。
在通訊範圍較小的微型基地台Picocell和Femtocell，是以砷化鎵為主要材料。 但必須要具有高頻處理能力、低介電常數及良好的導熱性和低介電損失等特性者，都會是高頻通訊用化合物半導體材料的首選。 化合物半導體 另有具更高頻特性的磷化銦，若能將晶圓尺寸增大、製程成本拉低的情況下，或有機會成為未來高頻通訊市場的主流之一。
化合物半導體: 化合物半導體X零組件隱形冠軍
在常見的半導體太陽能電池中，透過適當的能階設計，便可有效的吸收太陽所發出的光，並產生電壓與電流。 課程內容設計兼具理論與實務，經由散熱基本原理結合電動車應用實例，介紹電動車功率模組散熱技術及碳化矽功率模組應用。 掌握功率模組散熱技術需求、原理及實際應用方式，使學員了解電動車惡劣條件下碳化矽功率模組散熱解決方案。 TrendForce 調研運營中心營運長張小彪表示，雖然在 COVID-19 疫情與俄烏戰爭先後交互的衝擊下，更進一步加劇全球通貨膨脹，但全球在面臨氣候變遷及能源危機之際，也在節能減碳上找到新的發展機遇。 一時之間，汽車電動化、再生能源基建、智慧城市乃至人工智慧便成為各國接下來 10 年的發展重點，同時也為第三類半導體的隆重登場，提供成為市場新主角的舞台及場域。 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。
化合物半導體市場規模雖不如第一類矽基半導體，但年複合年成長率遠高於第一類半導體，市場發展潛力高。 電動車市場隨著各國陸續制定相關燃油車禁售令時程，導致各車廠也朝電動車的方向發展，電動車所需的開關元件、穩壓元件、變頻器、變壓器、整流器、車載充電器也會迅速成長。 名列全球前10大半導體廠英飛凌，高級經理高金萍接受本刊採訪時表示，目前全球主流車廠電動車規格已往800伏特高壓平台發展，意即對台廠來說較為困難的碳化矽將成主流。 英飛凌發展碳化矽技術超過25年，已有20家車廠在使用及評估英飛凌的碳化矽產品。
化合物半導體: 能量-動量色散
電動車、5G、再生能源等新興應用快速普及，功率及電力元件的需求帶動化合物半導體的蓬勃發展，不僅大廠爭相投入，各國也將其視為國家戰略重點。 工研院近期邀集產官學界共同討論臺灣化合物半導體產業「贏的策略」，希望延續我國在矽基半導體的既有優勢，打造高值化生態系，在全球高度競爭下勝出。 化合物半導體2023 半導體材料的發展，已從第一代的矽、第二代的砷化鎵（GaAs）／磷化銦（InP）、演進到第三代，以氮化鎵（GaN）及碳化矽（SiC）為主的化合物半導體。
和本徵半導體的價電子比起來，施體電子躍遷至導帶所需的能量較低，比較容易在半導體材料的晶格中移動，產生電流。 化合物半導體2023 雖然施體電子獲得能量會躍遷至導帶，但並不會和本徵半導體一樣留下一個電洞，施體原子在失去了電子後只會固定在半導體材料的晶格中。 因此這種因為摻雜而獲得多餘電子提供傳導的半導體稱為n型半導體，n代表帶負電荷的電子。
化合物半導體: 重要政策
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。 隨著電動車市場快速成長，化合物半導體已經成為帶動半導體產業成長最重要的關鍵。 ASM認為碳化矽磊晶設備的需求快速成長，預估2021年至2025年的年複合成長率（CAGR）將超過25%。 透過這個收購案，ASM可以協助LPE將事業版圖擴大至全球，LPE也可讓ASM的解決方案由矽基半導體擴大至化合物半導體領域，以掌握未來半導體產業的發展機會，提供給客戶更完整的解決方案，展現ASM在半導體設備領域發展的綜效。
- 舉例來說，在電動車產業上，國內IC設計能力很強，但臺灣並非電動車製造國，需與國外終端廠車商合作，這跟國際大廠英飛凌就在德國車廠旁，日本羅姆半導體集團緊鄰日本車廠的地利之便，增加了許多不可控制因素。
- 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。
- 公司預估 2022 年資本支出將達 3,500~4,500 萬美元，擴充 2 倍 GaN 及 3 倍 SiC 產能，並在未來 3 年投入 8,000~10,000 萬美元擴充 5~7 倍 SiC 產能（約當 6 吋），但仍預期擴產幅度將追不上需求。
- 穩懋（櫃：3105）、宏捷科（櫃：8086）以及國外的 Skyworks、Qorvo 等射頻元件製造商存貨周轉天數持續增加，產業庫存堆積仍未好轉。
- 「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。
- 展望未來，高速無線通訊、AI運算與物聯網等元宇宙題材是持續看好，資料中心需求增加；此外低軌衛星商機也逐漸爆發，均使得光通訊及光儲存產品需求增加，可帶動這兩個產業持續穩健成長。
檢視台灣在半導體製造環境雖然優於美中日等先進國家，但是國內磊晶設備市場仍然幾乎被國外大廠壟斷，因此本文分析現有的產業資源與研發能量，提出可切入的關鍵模組或零組件發展方向。 盛新材料設立於109年6月，由太極能源公司與母公司廣運機械集團出資成立。 廣運機械主要從事智慧物流自動化系統、資料中心液冷散熱解熱設備製造；太極能源主要從事太陽能單/多晶電池製造，兩公司力拼轉型，選擇發展第三類半導體，合資設立盛新材料。 其中，碳化矽應用類別主要可分為導電型(如車載應用)以及半絕緣型(如5G通訊)兩種，盛新因為車載用的導電型市場成長速度較快，故目前投入較多資源在研發導電型產品，但整體的策略仍為半絕緣、導電型產品並進，以因應未來車聯網的發展。
化合物半導體: 台積電、中美晶、漢民 主要逐鹿者
以原子層沉積系統(Atomic Layer Deposition,ALD)設備聞名全球且具有領導地位的荷蘭半導體設備製造及材料供應商ASM（台灣先藝科技），不但對臺灣半導體產業的發展深具信心，也積極在台灣布局、強化客戶服務。 除了Intel與TSMC兩家指標企業之外，多年來張翼教授還與Panasonic、Sharp、Samsung Cheil、Entegris、Quinstar、Malaysia Telecom、Veeco、Ulvac 等國際企業合作。 化合物半導體 另外，他更善用這些國際合作所衍生的自主研發成果，協助國內公司 (如漢威光電、聯鈞光電、典琦科技及光環科技) 成立新事業部或衍生新公司，從事GaN相關磊晶或元件的製作與生產，促使國內企業得以跨入這個新興科技領域，為臺灣產業界投入新的成長動力。 鑑微科技指出，server級CPU socket生產用3D視覺檢測屬於高門檻、高難度市場，鑑微的3D視覺產品，主要對應INTEL或AMD CPU的socket，預料五年內市場態勢大致底定，新進廠商空間十分有限。 目前鑑微3D視覺產品也廣泛用於機器人視覺領域的隨機取物、塗膠導引、打磨導引等應用，以及AOI設備領域的SMT產業、新能源電池、晶片六面檢測等。 雖然，現行全球 95% 以上的半導體晶片和器件，仍是以矽作為基礎功能材料而生產出來的矽基半導體為主。
- 2022年台積電（2330）赴熊本設廠，重振日本半導體產業士氣，日本政府並將給予4,760億日元的補貼。
- 其高效率、高功率密度和高頻率運作特性使得它們成為現代能源轉換和電動化趨勢的關鍵技術。
- 意法半導體在2019年12月收購瑞典SiC晶圓製造廠Norstel，此次併購將強化意法的SiC生態系統，Norstel將被完全整合到意法半導體的全球研發和製造業務。
- Cellular：2022Q4 全球手機出貨量為 3.0 億台，YoY-18.3%，除了 Android 手機需求持續疲軟，iPhone14 拉貨亦不如預期，使手機業務營收明顯衰退，營運佔比自 2021Q4 的 50~55% 降低至 25~30%。
工研院量測技術發展中心副執行長陳炤彰指出，臺灣發展化合物半導體的贏者策略，是充份連結上下游。 「仰賴以往的破壞式檢測，將導致製程變數大且時程拖延；若能將量測整合於製程中，從前段的長晶、磊晶到後段的元件、系統，每一步驟都即時改善製程，相信臺灣可以稱霸全球。」他也強調認證的重要性，唯有建立安全認證、功能認證及符合國際法規的作法，才能搶下國際市場的入場券。 目前中國SiC全球市占率尚低，但SiC設備已有自製自研能量，由於內需龐大，未來潛力不容小覷。 中國也透過政策補貼促進產業發展，該國兩家重要SiC廠商三安光電、天科合達，過去兩年接受的補貼金額即超過1,500萬人民幣，天科合達2019年稅前盈餘更有7成來自補貼。 日本政府在第六代行動通訊（6G）重要藍圖中，將化合物半導體納入重點項目，以滿足未來超低功耗的需求。
化合物半導體: 砷化鎵概念股
目前車用成為這兩大第三類半導體的交戰區，但現階段 SiC 市占率遠勝 GaN，預估 2022 年至 2026 年，SiC 功率元件的年複合成長率達到 35%，2026 年市場規模達到 53.4 億美元。 Onsemi 產品經理陳建名指出，當前電動化車款主要聚焦在 SiC 相關應用上，進而改善整體牽引系統效率、提升 OBC 及 DC/DC 轉換器額定功率及效率。 反觀 GaN，隨著未來車廠全面佈局 800V 快充系統，GaN 將會在高功率、高頻 OBC 車載充電器上展現最佳優勢。 工研院在化合物半導體已深耕多年，過去在經濟部技術處的支持下，已開發應用於高頻通訊的氮化鎵半導體技術，並與相關學術機構進行磊晶技術研究，開發操作頻率達320GHz的高頻元件及100GHz的功率放大器模組等前瞻技術。
觀察第一代半導體以矽 (Si) 為主，應用在運算、儲存、感測上，第二代則以三五族砷化鎵 (GaAs)、磷化銦 (InP) 為代表，主要在資料傳輸上扮演神經運輸的角色，第三代半導體則以氮化鎵 (GaN)、碳化矽 (SiC) 等具備高速、抗高溫高壓的化合物為主，適合應用在高速傳輸、人造衛星、軍工國防等。 六、借助日本在新興科技領域的發展，強化台灣半導體產業出口市場，例如電動車、物聯網、人工智慧、元宇宙等。 但在 5G 通訊、車用電子與光通訊等方面的發展需求下，尋找新世代半導體的進展變得刻不容緩。 而化合物半導體材料，因其高電子遷移率、直接能隙與寬能帶等特性，恰好符合新世代半導體發展所需，化合物半導體的時代遂逐漸來臨。
化合物半導體: 化合物半導體 中國硬拗第3代 也難超車
台積電早接單量產，世界先進預計最後2個月完成客戶認證，明年進入生產可期。 隨著產業往高頻的5G通訊、高電壓的電動車發展，擁有高頻、高電壓的氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）的化合物半導體發展前景看好，已布局化合物半導體的概念股包括台積電（2330）、世界先進（5347）、漢磊（3707）、嘉晶（3016）、閎康（3587）、環球晶（6488）等將受惠。 目前全球每年生產約1億輛汽車，其中有三成、約3,000萬輛與自駕相關，平均下來一個月約有2、3百萬輛的產出。 「這塊領域很吃產能」，陳建良預期，用量在2022～2023年就會看到明顯放大，相關供應鏈啟動擴產的原因不言自明。 全新光電董事長陳建良2020年6月接任董座，不到一年的時間，帶領公司全年營收突破歷史新高，單看砷化鎵（GaAs）的市占，也已超越全球三五族磊晶廠龍頭。 他說，車聯網C-V2X正是萬物聯網的先行者，LiDAR（光學雷達）與第三代半導體氮化鎵（GaN）齊成長，加上低軌道衛星、大小基站交織出5G聯網，讓化合物半導體產業乘風起飛。
對原先就熟悉 SiC 的元件廠商來說，也同樣樂見 GaN 的產品未來能開創不同出海口（市場）。 此外，由於化合物半導體的特性與矽基半導體差異相當大，必須先知道終端應用所需特性，在上游產品設計與製造時，會因所需特性的差異，在磊晶段即做出不同設計。 也正因如此，元件廠也需要與熟悉 GaN 材料的磊晶廠緊密合作，開發出適用於不同終端的產品。 隨著電動車、5G、衛星通訊領域快速發展，砷化鎵（GaAs）、碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等化合物半導體（Compound Semiconductor）的戰略重要性大幅提升。 由於其具耐高溫、高壓特性，是帶領5G、電動車、再生能源、工業4.0技術發展的下一步關鍵。 各國均視化合物半導體為國家戰略重點，臺灣半導體產業供應鏈完整，從設計、生產製造到封裝測試在全球均名列前茅，「未來在化合物半導體市場當然不能缺席」。
化合物半導體: 相關詞條
化合物半導體有高功率密度，可大幅縮小產品體積，在高頻、高溫與高電壓的環境下，仍有極佳效能。 在5G、綠能與電動車市場驅動下，估計未來五年，化合物半導體產值將較2020年增加約80%，是科技產業競逐的新戰場。 第三代半導體在能源轉換、通訊、照明等領域展示了巨大的應用潛力，但在開發和應用過程中仍然需要解決材料成本、製程技術、封裝技術、熱管理、可靠性測試等方面的挑戰。
IDM 雖然也有自製磊晶，但大多是標準化產品且僅供自用，而嘉晶則能更彈性及客製化，滿足客戶特殊規格的需求，另外嘉晶的基板是和國外 IDM 拿，因此屬於亦敵亦友的關係。 公司目前約有 7% 的產品使用化合物半導體製程，並預估 2021 全年 SiC 營收 YoY 將超過 200%，GaN 則超過 90%。 碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）因耐高頻高壓的特性，未來將被廣泛應用在電動車、5G、新能源等場景。 其設計上主要透過不同的製程和方法，測試對光的反應和吸收，做到能隙結合寬廣，讓短波長或長波長都可以全盤吸收的革命性突破，來降低材料的成本。
化合物半導體: 習近平意外缺席金磚峰會工商論壇 中國拒說明嗆記者：已經回答過了
盛新考量到半導體製程支出龐大，必須透過資本市場的資金挹注，才能迅速擴大規模，計畫於2022年底登入興櫃。 受惠於電動車及節能減碳長期發展趨勢，以及國際IDM大廠及中國大陸設計廠商擴大釋出委外代工訂單，讓臺灣化合物半導體產業產值持續成長。 臺灣化合物半導體產業在2022年上半年產值為新台幣410億元，相較2021年上半年產值399億元相比，年成長率為2.7％，如圖6所示。 展望未來，由於節能減碳會是未來長期趨勢，可以預期GaN及SiC需求將在未來幾年出現數倍成長，所以台灣多家廠商均開始進行長期擴充計畫，預計在2023~2024年間進行量產以貢獻產值。 此外經濟部在2022年開始推動化合物半導體材料及設備國產化，科技部也推動「次世代化合物半導體前瞻研發專案計畫」來提升我國化合物半導體自主研發能量，強化台灣在未來次世代化合物半導體的實力，讓台灣未來在化合物半導體產業鏈可以站穩一席之地。
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。 英特爾積極投入先進製程研發之際，在先進封裝領域同步火力全開，正於馬來西亞檳城興建最新封裝廠，強化2.5D／3D封裝布局版... 紅色供應鏈從台廠手上搶奪蘋果訂單持續擴大，繼立訊拿下AirPods與iPhone組裝訂單，大陸ODM大廠聞泰科技也在雲南... 林伯豐強調，建議政府應再降低申請門檻，擴大適用範圍，其中研發費用建議調降至新台幣50億元、研發密度5%，讓台灣中小型的半導體產業也能獲得補助。 日本於2021年制定半導體和數位發展策略，將以累計2兆日圓（約147億美元）的預算，振興半導體產業的發展。
化合物半導體: 化合物半導體應用漸成主流 材料自主化將成未來發展關鍵
BaSiC-T為PVA TePla開發生長直徑4-6英寸用於量產碳化矽單晶長晶爐，此生長系統為高溫昇華PVT方式。 在 1950、60 年代，電晶體所採用的半導體材料多半是鍺（Ge），但由於鍺容易引發熱失控，之後逐漸被矽（Si）取代，造就了由積體電路（IC）為關鍵的微電子產業發展。 此外，第一代半導體比的是「先進製程」，SiC 和 GaN 重點在於「晶圓材料」。
同年11月經國科會報請政院核覆同意成立；至1993年4月13日完成法人登記，為隸屬於中華民國行政院科技部下之政府、民間共同捐助之財團法人。 近幾年由於第三代半導體的快速發展，很多人也逐漸忘卻了那個也曾經紅極一時的砷化鎵半導體。 化合物半導體 不過固然第三代半導體有其優勢沒錯，但這並不代表它們可以通吃掉第二代半導體的市場。 就如同上述所說，從現在到 2025 年，市場預期 GaAs 規模依然有 10% 的 年複合成長率。
經由此次收購，將可強化II-VI在SiC在外延晶片、元件製造及模組設計的能力，藉以滿足SiC功率電子元件的需求。 在快充裝置部份，主要廠商有中國OPPO、小米、真我、南韓三星、美國Navitas、Power Integrations。 感測器方面，垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)為寡占市場，主要廠商II-VI、Lumentum的市場占有率便超過八成；磊晶代工部份，英國廠商IQE為領導性指標廠商，相關技術已獲各大廠認可。 各磊晶廠商(如IQE、全新光電)、VCSEL等IDM廠(如II-VI、Lumentum)、LED廠(如晶元光電分拆出來的晶成半導體、Osram等)無不相繼投入或轉型至VCSEL元件開發，目前整體市場已成百家爭鳴局面。 第2個市場，是用氮化鎵製造電源轉換器（簡稱Power GaN），這是目前最熱門的領域。 過去生產相關產品，最難的部分是取得碳化矽的基板，採訪時，陽明交通大學國際半導體產業學院院長張翼拿出一片碳化矽基板給我們看，這一片6吋寬的圓片，要價高達8萬元台幣。
化合物半導體: 化合物半導體市場 台灣不能缺席
第三代半導體晶片通常使用較薄的SiC或GaN晶圓，這些晶圓更脆弱且易彎曲。 在生產過程中，需要精確的晶圓處理技術，以避免破裂或翹曲對元件性能的影響。 第三代半導體晶片和功率元件常需要在高電壓環境下運行，這使得高壓放電測試變得關鍵。 高壓放電測試需要精密的測試設備和可靠的測試方法，以確保在高電壓操作下元件的可靠性和穩定性。
公司預計 2022 年資本支出將達 1,800~2,000 萬美元，未來 3 年將投入 4,000~5,000 化合物半導體2023 萬美元擴充 SIC 產能 7~8 倍、GaN 產能 2~2.5 倍。 漢磊： 2021Q3 營收佔比則為傳統高壓 MOSFET、CMOS 46%（過往約 55%）、TVS 27%（瞬態電壓抑制器）、化合物半導體 18%（預計 2021Q4 會拉高到 20% 以上）、FRD 7%、車用 MOSFET 2%。 根據高通、聯發科（市：2454）等手機晶片廠近期釋出的展望，普遍預期手機去庫存將持續到 2023Q2。 從小米目前手機庫存水位約 3~4 個月來看，距離正常水平 2~2.5 個月還有一段距離。
