另外，台灣也需要突破基板製造的技術；例如，製造通訊IC需要絕緣碳化矽基板，如果台灣有能力自製基板，穩懋和宏捷科的發展會更為快速。 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。 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。
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碳化矽基板: 市場剛起步 誰能成為下個勝利者？
受限於材料本身的特性，氮化鎵基板（目前用於功率元件的基板，還在研發階段）尚未量產，即使做成了氮化鎵基板，成本也高達2000～3000美元，比一般矽基板（僅35～55美元）貴上許多。 因此，氮化鎵大多是在矽、碳化矽或藍寶石基板上磊晶，以加速產品上市時間。 碳化矽基板 目前，中國也拚命投資第3代半導體，如華為投資碳化矽磊晶公司瀚天天成；長期生產LED的三安光電，也因為使用的材料相近，發展受到矚目。 但業界人士透露，以三安光電為例，化合物半導體產能約為1500片，跟台灣穩懋、宏捷科數萬片的產能相比，仍有不小差距。 《財訊》報導指出，這種化合物半導體目前主要仍在六吋的設備上生產，但台積電的技術現在已能改用8吋設備生產，效率更高。
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- 就難度來講，碳化矽磊晶的挑戰相對較小，因為碳化矽採用的磊晶材料與基板相同，晶格匹配度較高，主要用途是優化晶圓的晶體結構和品質。
- 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。
- 然而，隨著產業的發展和半導體製程的演進，在設計、技術研發上的成本拉高，生產製造的費用也不停墊高，半導體產業鏈一條龍的運作模式逐漸出現轉變，半導體市場逐漸走向專業分工，例如晶圓、IC設計、製造代工、封測等流程，形成更多半導體產業的切分。
其二則是要導入8吋產品，還得通過能否穩定供應的考驗，若無法穩定供應，客戶可能也不會冒風險買單；其三，8吋設備難取得，且一些sensor或MCU對傳統的產品仍有需求，供應商也不一定有意願將產能提早轉到8吋。 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。 寬能隙半導體中的「能隙」（Energy gap），如果用最白話的方式說明，代表著「一個能量的差距」，意即讓一個半導體「從絕緣到導電所需的最低能量」。
碳化矽基板: 台積電、中美晶、漢民 主要逐鹿者
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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。 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。 碳化矽基板 同時，中美晶也在悄悄整合資源，另一路布局切入車用第3代半導體市場。 結果，高通生產出來的矽晶片非常燙，完全沒辦法用在手機上；後來，連高通都回頭跟穩懋下單。 《財訊》報導指出，業界人士觀察，通訊會愈來愈往高頻發展，未來高頻通訊晶片都是化合物半導體的天下，王尊民觀察，這個領域也是化合物半導體製造毛利率最高的部分，像穩懋和宏捷科的毛利都在3~4成。 以台灣來看，強攻第三代半導體的集團分別有中美晶集團、漢民集團、廣運集團。
碳化矽基板: 碳化矽廠紛擴 8 吋產線，台廠如何看待因應
法國雷諾汽車也宣布，和意法半導體結盟，所需的碳化矽晶片由意法半導體獨家供應。 2019年，德國福斯集團跟美國Cree合作，由Cree獨家和福斯合作發展碳化矽技術，同年Cree也宣布投資10億美元，興建巨型碳化矽工廠。 所有人都已經看到，過去汽車是否省油，是由引擎決定，未來電動車要如何省電，則是由第3代半導體技術決定。
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。 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。 第三代半導體在高頻狀態下仍可以維持優異的效能和穩定度，同時擁有開關速度快、尺寸小、散熱迅速等特性，當晶片面積大幅減少後，有助於簡化周邊電路設計，進而減少模組及冷卻系統的體積。 在半導體材料領域中，第一代半導體是「矽」（Si），第二代半導體是「砷化鎵」（GaAs），第三代半導體（又稱「寬能隙半導體」，WBG）則是「碳化矽」（SiC）和「氮化鎵」（GaN）。 另外8吋的設備也難取得，雖然最近有點鬆，但現在電動車需要傳統的產品，像sensor MCU，相對不一定有那麼多供應商願意轉換到8吋。
碳化矽基板: 基板（Substrate）：在黑盒子中製造長晶，難度最高
目前台灣在碳化矽的全球供應鏈占比約7.8%，散布在不同領域內，包括長晶／基板階段有漢民集團、環球晶、中砂轉投資的穩晟、廣運集團以及鴻海轉投資的盛新；磊晶階段則有嘉晶；代工端則有台積電、漢磊、世界、茂矽，其他包括在模組封裝、系統端都有廠商著墨。 IC設計的好壞，不僅受上游晶圓製作的影響，也與下游晶圓代工的環節息息相關。 國立中央大學校長副校長綦振瀛指出，製作第3類半導體晶片，IC設計商一定要與晶圓代工廠密切合作，確保設計出來的產品能夠有相對應的製程，才能做出元件。 長期而言，碳化矽基氮化鎵（GaN on SiC）被視為是未來的主流技術，因為碳化矽基板的導熱性優異，氮化鎵磊晶層的品質較佳，適合高溫、高頻、高功率的產品，如5G基地台、低軌衛星應用。 出於成本考量，加上與互補式金屬氧化物半導體（CMOS）製程相容，現階段主流的氮化鎵技術是將氮化鎵磊晶長在矽之上的矽基氮化鎵（GaN on Si）方案。 台積電即是採用此晶圓代工技術，為第3類半導體元件龍頭納微半導體（Navitas）代工生產氮化鎵功率元件。
第3代半導體是目前高科技領域最熱門的話題，不只中國想要這個技術，從歐洲、美國到台灣，所有人都在快速結盟，想在這個機會裡分一杯羹。 至於 GaN-on-SiC 的關鍵材料 SiC 基板，製程更是繁雜、困難，過程需要長晶、切割、研磨。 生產 SiC 的單晶晶棒比 Si 晶棒困難，時間也更久，Si 長晶約 3 天就能製出高度 200 公分的晶棒，但 SiC 需要 7 天才能長出 2 到 5 公分的晶球，加上 SiC 材質硬又脆，切割、研磨難度更高。 從技術層面來看，GaN-on-Si 和 GaN-on-SiC 有不同問題待解決，除了製程困難、成本高昂外，光是材料端的基板、磊晶技術難度就高，因此未能放量生產。
碳化矽基板: 相關連結
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這項技術發展成熟之後，台積電舊有的8吋廠，由於折舊早已完成，換上化合物半導體新應用，獲利還會進一步提高。 碳化矽基板 目前的電動車主要是200V-450V的電池動力系統，更高階的車款則將推進到800V的電池動力系統。 市場對於延長電池的續航力、增加電池容量，及縮短充電時間等有極大需求，電池將朝高電壓800V的方向發展，這使能承受高電壓的SiC被寄予厚望。 根據意法半導體的觀察，只要是800V的電池動力系統，都將會是SiC的市場。 SiC的寬能隙 (Band Gap) 比現有Si (矽) 的能隙寬度寬3倍以上，可承受10倍以上的電壓，SiC的低損耗、高功率特性適用在高電壓與大電流的應用場域，包含電動車、電動車充電基礎設施、太陽能以及離岸風電等綠能發電設備。
碳化矽基板: 未來技術發展 攸關電動車省電能力
「矽基本上是一種相當全能的材料。」工研院產業科技國際策略發展所研究總監楊瑞臨觀察。 隨著各國的綠能政策推動、碳排放標準的限制，電動車銷售量預估到2030年將達到2200萬輛，市場規模成長近10倍。 美國與歐洲，多國政府領袖宣佈將於2035年，汽車全面採用乾淨能源。 此外，SiC 基板原料大多仰賴國外進口，但許多國家將 SiC 材料視為戰略性資源，台廠要取得相對困難，原料價格也高；相較於 SiC、GaN-on-Si 可用於車用市場和快充，GaN-on-SiC 應用方向不夠明確，因此全力投入開發仍需要一段時間。 另外，SiC 碳化矽基板2023 本身是「同質磊晶」技術，所以品質好、元件可靠度佳，這也是電動車選擇使用它的主因，加上又是垂直元件，因此功率密度高。 陳佐銘補充，IC設計過程中，需要考量材料品質而調整設計，若只是將設計做得很理想，但後端製程做不到設計要求也是徒勞。
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。 依估計，碳化矽的市場規模在2027年可達63億美元，年複合成長率達34%，碳化矽具有寬能隙材料的優勢，高熱傳導、高頻以及高功率，在物理表現上非常好，主要市場在車用，其他為工業設備以及能源相關。 張翼分析，台灣的主要優勢是技術研發的速度快、成本低，如果可以結合過去矽的產業聚落，即使投入的時間、資金落後於歐美國家，未來在量產時不一定會持續落後，甚至有可能反轉局勢。 中美晶則是另一股積極投資第3代半導體的勢力，除了去年底成為宏捷科最大股東，切入通訊用化合物半導體製造外，本刊採訪得知，中美晶旗下環球晶第3代半導體基板技術也逐漸成形，但仍需克服良率和成本問題。
