台積電想再稱霸20年，就得靠這新材料！14家台廠搶先布局，散戶該上車嗎？
中國發布「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。（圖/ 今周刊提供）
第3代半導體碳化矽、氮化鎵，是半導體提高效能的解方之一。在效率更高、體積更小的情形之下，有哪些產業會跟著第3代半導體一起成長茁壯？
第三代半導體材料的碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN），與第一代半導體材料的矽（Si）、第二代半導體材料的砷化鎵（GaAs）相比，有著尺寸小、效率高、散熱迅速等特性。適合應用於5G基地台、加速快充以及電動車充電樁等相關產品領域，也是目前為止，技術已經足以應用商業化的產品。
國際各大廠科銳（Cree）、英飛凌（Infineon），以及羅姆（ROHM）已進入量產碳化矽的階段。過去3年來，碳化矽、氮化鎵等化合物成本，已下降20％至25％，將有利於終端產品導入第三代半導體的比率逐漸增加。
至於台灣，漢磊（3707）是台廠當中，在碳化矽、氮化鎵領域，著墨最深的指標大廠。
6吋碳化矽已在試產 漢磊、嘉晶明年出貨看俏
今年6月，漢磊與旗下子公司嘉晶（3016）在碳化矽、氮化鎵領域，已開始加速布建產能，瞄準市場對於第三代半導體的需求，6吋碳化矽晶圓已在試產階段，客戶端對於電動車需求最大。漢磊在第三季法說會上表示，下半年只要通過客戶驗證，對於明年出貨量、營收的貢獻，有望較今年成長。
尤其是最近熱門的電動車族群，是第三代半導體瞄準的重要領域。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。
除了漢磊，上游晶圓廠中美晶（5483）8月投資35億元，入主砷化鎵晶圓代工廠宏捷科（8086），投入氮化鎵的製程開發，有望能達成上下游互補效應，取得綜效，未來在半導體化合物的市場中，發展潛力值得關注。（延伸閱讀：台股攻破14000關卡，15000將是較大的壓力區）
想將氮化鎵應用在5G基地台，就必須從基地台的功率放大器（PA）切入。宏遠投顧分析師翁浩軒指出，在現行PA市場，仍使用材料為矽的「橫向擴散金屬氧化物半導體技術」（LDMOS），由於LDMOS僅適用低頻段，5G使用的3.5GHz高頻段，已觸碰到LDMOS製程的天花板。
隨著5G朝向更高頻段發展下，目前只有第三代半導體材料氮化鎵可滿足高頻、低雜訊、高功率、耐高壓及低耗電需求，自然也成為未來5G基地台的主要材料。
全新（2455）已經通過高通第二代5G功率放大器的認證，今年第四季已經開始出貨，只要高通的第二代5G銷售反應不錯，全新將可以跟著受惠，成為明年重要的營收動能。加上明年還有5G手機放量成長和Wi-Fi 6滲透率提升的趨勢，對於功率放大器的需求量只增不減，明年獲利成長勢頭看好。
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由於氮化鎵元件目前單價還是偏高，氮化鎵元件應用在電信設備基站滲透率約僅3成。不過，根據工研院預測，只要未來需求量提高，價格應該能持續壓低，到2025年滲透率可達近5成。
輕巧、高效、低發熱 氮化鎵帶動被動元件需求
至於將氮化鎵導入消費性電子領域，則是來自於射頻元件（RF）領域的高速成長。市場調研機構Yole Développement 預估，氮化鎵在射頻元件滲透率年成長率高達7成以上。
以iPhone為例，據市場研調機構TechInsights分析，射頻元件占iPhone總成本的金額，從11 Pro的33美元，成長到12 Pro的44.5美元，漲幅超過3分之1，是所有iPhone零組件當中，成長比率最高的元件。
除了5G基站之外，最早導入氮化鎵的是消費性快速充電零組件，由於氮化鎵小巧、高效能、低發熱的特點，電源內部設計空間因此增加，也會導致整體規格產生質變，同步帶動大功率被動元件需求，以因應大功率充電趨勢，原本尺寸小的電解電容，有可能將會轉換為稍大尺寸的多層陶瓷電容（MLCC）。
國巨集團旗下被動元件廠凱美（2375）產品應用在變壓器約達四成，搭配5G手機快速充電使用的變壓器，已經接到中系手機訂單，預計明年開始放量出貨。
導入第三代半導體，將會是從上游金屬原料、金屬化合物到零組件的變革，台灣雖然在半導體累積了先進製程的技術，不過，若想要更上一層樓，還是需要第三代半導體的材料技術。可預見的是，第三代半導體的相關廠商數量、能見度也會逐漸提高。
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