長成晶柱的碳化矽晶錠，首先會切割成晶片，經過機械研磨、化學侵蝕，將表面磨得光滑如一面鏡子，最後成為積體電路（IC）基板。 要生產出碳化矽（SiC）單晶（monocrystal或single crystal）基板，須從長晶（生長碳化矽單晶）做起，作法是將碳化矽粉體倒入長晶爐，在高溫且密閉的空間使其昇華，讓晶源粉末的蒸汽冷凝後，附著在碳化矽晶種上。 磊晶用於在半導體製造中創造完美的矽晶體基底層，以便在晶體基底層上建構半導體元件、沉積具電性的晶體薄膜，或改變底層的機械特性以改善導電性。 根據統計，全球 2020 年電動車出貨量約 312 萬台（含純電動車 EV 及插電混合車 PHEV），滲透率僅 4.5%，但根據 BoA 及 DigiTimes 等機構預估，電動車到 2025 年滲透率將達 23%，2030 年達 40%，2040 年則進一步達 67%，10 磊晶是什麼 年 CAGR 超過 30%。 以一年約 8,000 萬台新車計算，2030 年電動車出貨量將可達 3,200 萬台，成長快速。
磊晶廠產出的磊晶，其波長、電性等規格差異大，因此需仰賴設備廠的檢測與分選，才能提供均一性高的LED晶片，此亦會帶動AOI技術的發展。 半導體製程進入5奈米和7奈米，持續微縮的難度更高，先進製程的趨勢是晶片朝多層堆疊發展，讓晶片的體積更小、更省電、效能更強；因此現今的3D堆疊技術、異質封裝技術演進的趨勢會帶動自動光學檢測朝極精密的檢測方向發展。 透過檢測晶圓能提升晶圓良率，藉由檢查晶圓狀況與金屬殘留等，可以了解晶圓製造時的狀況，藉以改善問題。 舊式瑕疵檢驗以人眼進行晶圓外觀全檢，但目測員在判斷上有主觀判斷及眼睛疲勞的因素，導入AI進行瑕疵檢測，有其必要性。 此外半導體製程全面走向奈米化，檢測解析度要求也同時提高，因此結合機器視覺與AI技術，進行晶圓電路缺陷分析，開發高速精確電路瑕疵檢測，可大幅縮短檢測時間並提升晶圓產能和良率。 蘋果自A8開始與臺灣晶圓代工製造大廠台積電合作，自此讓其整體處理器晶片的製程速度提升，在2017年發表10奈米製程的A11後，僅一年就接著推出7奈米的A12，如今又更進階到5奈米。
磊晶是什麼: 製造、封測：台灣可借重矽製程經驗，解決材料挑戰
然而，透過化合物半導體中，寬能帶半導體材料氮化鎵和碳化矽等特性，將有助實現縮小車用元件尺寸。 以電源控制為例，由於氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）等材料，皆有不錯的耐高電壓和高頻特性，因此適合用於製造功率因素校正、高壓功率放大器等高功率元件，是現階段支撐化合物半導體電源控制領域的重要指標。 上游為 IP 設計及 IC 設計業； 中游為 IC 製造、晶圓製造、相關生產製程檢測設備、光罩、化學品等； 下游為 IC 封裝測試、相關生產製程檢測設備、零組件（如基板、導線架）、IC模組、IC通路等。 至於環宇-KY，目前主要服務美國基地台客戶，走的是GaN on Si產品，目前量還不大，環宇-KY要等待合資的6吋廠晶成經濟規模提升、開始賺錢，後續發展第三代半導體會更為順利。
事實上，在消費性電子用的電源轉換晶片上，外資指出台積電從2014年開始就幫愛爾蘭的IC設計公司Navitas代工生產。 2021年，Navitas宣布，他們已經賣出了1300萬個第3代半導體變壓器，目前每個月出貨量達到100萬個，良率幾乎是百分之百。 由於Navitas在這個領域擁有5成市占率，也證明台積電早已悄悄靠第3代半導體在賺錢。 但近幾年，根據《財訊》報導，市場上開始出現將氮化鎵堆疊在矽基板上的技術（GaN on Si）。
磊晶是什麼: 產業趨勢成長
除上游原材料與設備技術掌握在國際 IDM 廠手中外，IDM 廠握有上下游一條龍整合能力，也是其發展 SiC 半導體的一大優勢。 矽基半導體產業已高度垂直分工，台積電 (2330-TW) 更以專業晶圓代工的商業模式，站穩產業龍頭地位，但就正在起飛航道的 SiC 半導體產業來看，專業分工反而不吃香，掌握上下游串聯與整合能力，成為 IDM 廠手中最大的優勢與籌碼。 環球晶內部也希望快點趕上進度，所以一直進行增產、送樣以及小量出貨，客戶也在等，所以目前雖然第三代半導體占總營收不到1%，但規劃的資本支出已是公司最大的單位之一。 2.另外，GaAs不像Si產業發展健全，定義完整的Design Rule與資料庫非常完整，且多屬於高頻、類比電路、寄生阻抗就成了設計難題，甚至或一個不起眼的線路也有可能是激發高頻訊號、產生大雜訊的天線， GaAs線路設計需要更多的經驗累積。 月產量為MBE的1.5倍，比較具量產能力，主要應用於光電元件磊晶上，成長時需在高溫下，而且無法臨場觀察，所以不易掌握摻雜濃度、薄層厚度與界面陡峭控制能力，難以獲得高性能的微波元件磊晶。 隨著電晶體越來越小，為了將圖案精確地轉印到矽晶圓上，光罩隨之更為複雜。
- 漢磊的650伏特高壓氮化鎵已經通過電動車的車用標準認證，並且開始逐漸導入，在電動車無法阻擋的趨勢下，可以看到第三代半導體在充電領域展現的效益。
- ▲ 上圖（a）為現今常用之半導體材料所適用之頻率與工作功率範圍，（b）為現今常用之半導體材料其對應之能隙與崩潰電場。
- 隨著半導體市場進入庫存調整黑暗期，2023年上半景氣落底已是確定態勢，目前來看，中國已逐步解封，若接下來俄烏大戰能停火，待庫存去化告一段落，需求應可逐季爬升，未來展望樂觀，預期台灣半導體產業2023年仍能維持正成長。
- 此外，SiC 的擊穿電壓（Breakdown Voltage）為 Si 的 10 倍，因此除了能承受 1000V 以上高壓外，更能減少電阻、電容等被動元件用量，進而縮小整體零件體積。
- 在終端應用上，手機為最大應用市場，Apple、三星、HTC等智慧型手機中所應用到的PA，以及無線區域網路（WLAN）的應用，代表廠商有Cisco 、Broadcom及華為等。
因此，要處理高電壓、高頻訊號，或是在訊號的轉換速度上，第3代半導體都優於傳統的矽。 在固體源的分子束磊晶過程中，諸如鎵、砷的元素，會以超純（ultra-pure）的形式在獨立的石英克努森容器（Knudsen Cell）中被加熱，直到它們開始緩慢昇華。 術語「（分子）束」的意思是過程中的氣體原子並不產生交互作用，也不與真空室物質反應，除非它們接觸到晶圓。
磊晶是什麼: 未來技術發展 攸關電動車省電能力
在國防領域，現階段對紅外光的需求（如紅外光熱影像和高功能夜視鏡）以中、長波長紅外光（LWIR、MWIR）等軍事領域為主，同樣帶動砷化鎵磊晶需求。 在生物和醫療領域，由磷化銦（InP）材料作為雷射光源的關鍵核心，使得相關磊晶需求看漲。 整體而言，將化合物半導體多元的材料特性應用於相關元件領域中，可產生許多新的可能性，帶動磊晶產業持續發展。
台灣IC設計業持續為全球市場設計出更高效能的相關晶片，2023年台灣IC設計產值將可望進一步上升。 車用晶片由於使用環境較為嚴苛，並需承受高電壓和高溫等條件，多選擇氮化鎵和碳化矽等化合物半導體，而電動車市場未來將持續小幅成長，帶動車用功率半導體元件需求，進而推升氮化鎵和碳化矽磊晶營收成長。 磊晶是什麼 此外，先進駕駛輔助系統的光達元件需求逐年提升，促使氮化鎵和砷化鎵磊晶需求增溫。
磊晶是什麼: 半導體產業
上下兩個金屬電極可以施加電壓，同時也可以當作反射鏡使雷射光產生共振。 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。 磊晶是什麼2023 漢磊也是台灣少數同時能製造氮化鎵和碳化矽晶片的公司，也因此，瀚薪的解散更讓人覺得不尋常。
當然，四年後1200億元的市場，對於很多營收只有幾十億元的小公司來說，還是一個很值得追求、大到令人垂涎欲滴的市場，只是誰能夠表現得像納微這麼好，或是GaN第二名到第四名的Power Integrations、英諾賽科（中國大陸公司）及EPC等，就要看每家公司的本事了。 劉德音會如此說，確實是有原因，因為台積電的規模已經太大了，台積電去年營收超過1.22兆元，今年11月公告營收達1482.68億元，前11個月合併營收達1兆4320.33億元。 EUV微影技術的落實延續了摩爾定律的壽命，這裡的 EUV 指的其實是一種紫外光源，跟過去光刻技術所採用的光源比起來，EUV的波長更短，因此有助於大幅提高分辨率。 相信有在關注台積電的投資人多少會看過跟上述類似的新聞，不過在探討什麼是摩爾定律、EUV等專有名詞前，必須先了解光刻技術如何演進。
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此外，SiC 的硬度僅次於鑽石及碳化硼，因此在切割、研磨時也較為困難，並且晶圓尺寸越大越棘手。 穩懋今年資本支出估計約 120 億元，主要用於南科路竹廠土建及桃園三廠擴產，目前擴產進度均按照進度在執行；其中，桃園三廠新產能預計今年下半年開出、南科新廠預計 2023 年底或 2024 年初投產。 磊晶是什麼2023 另外，穩懋也於 2020 年備妥 850 億元南下高雄搶地，去年下半年展開動工，動作比台積電還要積極，也驚動高雄市長陳其邁北上拜訪。 白光LED的製造方法有多種，一、為藍光LED晶片上塗佈黃色螢光粉，二、在藍光LED晶片上塗佈綠色和紅色螢光粉，三、利用紅、黃、綠三基色LED晶片混合形成白光，四、在紫光或紫外光LED晶片上塗佈三基色或多種顏色的螢光粉。
這個最後應用被稱為應力工程，其中磊晶薄膜會形成電晶體通道中晶格的壓縮或拉伸應力。 應用材料公司的磊晶技術可滿足所有這些應用，生產高均勻度的薄膜、精準放置摻雜原子、極低的缺陷數量，以及具有選擇性沉積的能力。 磊晶（英語：Epitaxy），是指一種用於半導體元件製造過程中，在原有晶片上長出新結晶以製成新半導體層的技術。 此技術又稱磊晶成長（Epitaxial Growth），或指以磊晶技術成長出的結晶，有時可能也概指以磊晶技術製作的晶粒。 砷化鎵產業一直以來都由歐美的 IDM 廠商主導 ，以 Skyworks、Qorvo、Boardcom 為首的 IDM 就佔了整體市場 65% 以上的份額。 若以晶圓代工市場來看，穩懋市佔率近 80%，穩居首位，宏捷科居於第二。
磊晶是什麼: 半導體保險絲（IPD）
雖然以 Si 基板為主的元件已主導現今科技產業之 IC 與相關之電子元件，然而此類產品仍面臨許多極限，無論在高功率或是高頻元件與系統，除不斷精進結構設計外，新興材料亦推陳出新。 特別是第三代半導體以 磊晶是什麼2023 SiC 與 GaN 為主之高功率元件與系統，在大電力與高頻元件上被賦予重任，更已陸續應用在相關之產業。 由化合物半導體發展趨勢可知，未來元件需求將以高速、高頻與高功率等特性，連結5G通訊、車用電子與光通訊領域的應用，突破矽半導體摩爾定律限制。 而隨著科技發展，化合物半導體的元件製程技術亦趨成熟，傳統矽半導體的薄膜、曝光、顯影與蝕刻製程步驟，皆已成功轉置到化合物半導體上，有助於後續半導體產業持續發展。
由於中國手機市場對射頻元件的需求增加，加上5G手機滲透率未來將逐漸提升，或許待中國代工廠商的射頻製程技術提升後，可趁勢打入砷化鎵代工供應鏈，提高射頻元件市占率。 此外，也因為材料的不同，許多製程必須透過不同的機器來執行，無法與過去的矽製程設備完全通用，因此，機器生產製造商與晶圓代工的製造商必須共同討論製程研發的需求，以開發適用的機器設備。 磊晶是什麼2023 磊晶是什麼2023 現階段，由於台灣的第3類半導體產業尚未規模化發展，市場上並沒有相關的機器設備供應商。
