第3代半導體成為熱議話題，不但台積電、中美晶等大廠搶進，鴻海也買6吋晶圓廠備戰，在這一場競爭激烈的第3代半導體戰役中，究竟有哪些廠商會從中脫穎而出，令人期待。
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。
第3代半導體為化合物半導體的一種，是一個過去就存在的技術，被點名受惠的公司股價皆一飛沖天，一名資深業者感嘆地說，「以前市場差，一堆做第3代半導體的都放棄去找其他工作，最近都開始回流了。」
第3代半導體的商機究竟有多誘人，從各家廠商都預計導入的力度，就可略知一二。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。
碳化矽應用更不在話下，自從特斯拉在電動車Model 3逆變器導入碳化矽元件後，以一顆碳化矽元件抵4、5顆矽功率元件的特性，被看好為能取代過去的IGBT模組。除了電動車之外，其他包括太陽能、風電等需要高壓電力傳輸的場域，同樣可以看到碳化矽的身影。資策會資深產業分析師鄭凱安表示，「預計到2025年，碳化矽功率元件全球產值，至少會達到20億美元以上。」
目前第3代半導體還是由歐美IDM（整合元件製造）廠壟斷，但隨著各家業者大舉投入第3代半導體，以及電動車、軍工航太、資料中心、基地台等新興應用起飛，台廠莫不期待能在其中扮演一定的供應角色。
鴻海研究院半導體研究所所長郭浩中分析，「台灣在化合物半導體滿強的，在元件上雖然材料美國比較厲害，但是製造端有台積電、穩懋，封裝有日月光，台灣是有機會做起來的。」（相關報導：全球車用晶片荒，誰是罪魁禍首？台積電董座劉德音曝關鍵真相）
科技大廠紛插旗卡位
台積手握客戶、穩懋擴廠
放眼看去，除了原本就稱霸矽晶圓領域的台積電、日月光、環球晶等，均布局卡位第3代半導體一段時間；在第2代半導體砷化鎵（GaAs）領域深蹲已久的穩懋、宏捷科、全新等，也擺出對第3代半導體勢在必得的態勢。此外，功率元件供應鏈如強茂、漢磊、世界先進，以及從LED、太陽能領域跨足的富采、太極、穩晟等，也摩拳擦掌投入第3代半導體。
任職漢磊達6年的前總經理莊淵棋曾在一場論壇分析，會讓台積電、聯電投入氮化鎵代工技術的關鍵，「是因為它跟代工廠原本的設備相容度達9成以上，且氮化鎵有機會轉到8吋廠投片（目前大部分在4吋廠、6吋廠投片），只要多添購專用設備就好，其他都可以轉來專用。」
但莊淵棋也坦言，化合物半導體與矽基半導體差異甚大，「需要很長的學習曲線，不是廠商不願意做，而是不知道怎麼做。」對台廠而言，向學界取經是最快的一條路徑。
有超過10年氮化鎵研究經驗的陽明交通大學終身講座教授張翼透露，其實數年前台積電為了研究氮化鎵代工技術，就派人在張翼的研究室裡拜師了一到2年。台積電已經擁有外商Navitas、意法半導體等矽基氮化鎵代工訂單，可說是台灣目前在氮化鎵領域表現較為突出的代工業者。
而聚焦成熟製程的聯電，為了衝刺氮化鎵領域，近日更宣布布局充電應用、投資封測廠頎邦，同時也找來長庚大學教授邱顯欽坐鎮，深化在射頻的碳化矽基板上長氮化鎵技術。邱顯欽表示，「聯電現在有很多既有的RF-SOI（射頻絕緣上覆矽）客戶，再加上聯穎有聯電的6吋廠支撐，最快明後年可以看見成果。」
至於投身化合物半導體長達20年的穩懋，則選擇在南科擴廠迎接未來商機。穩懋專攻射頻、通訊應用，目前在砷化鎵代工市占率高達八成，受惠於IDM廠持續釋出代工訂單，根據匯豐證券預估，過去五年穩懋每年複合成長率達到兩成，未來第三代半導體是否也會走向專業代工模式，值得持續關注。穩懋代理發言人吳俐蓁指出，穩懋氮化鎵營收占比為個位數，未來會持續發展這個領域，「我們氮化鎵產品都是應用在高功率、高頻率的基地台、衛星通訊應用上。」
不過，相比於代工廠商紛紛出招，台灣也有不少業者想走垂直結盟模式，補足眼下的不足，其中以漢民、中美晶集團為代表。有資深業者表示，「現在IDM廠都在想辦法獨吃市場，各種合縱、連橫政策已經出現，台廠必須抱團才能殺出血路。」
漢民集團投資第3代半導體多年，目前擁有自主研發的基板技術、磊晶廠嘉晶、代工廠漢磊，漢民集團創辦人黃民奇更是氮化鎵設計廠宜普（EPC）共同創辦人。漢磊宣稱是亞洲唯一具量產規模的第3代半導體代工廠，今年上半年也終結兩年的虧損，是業界相當關注的碳化矽指標業者。
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。
最後，則是作風較為低調的LED大廠富采集團，據一位了解富采內部的業者透露，富采除了封裝仍需要外包外，其他部分幾乎在集團內都有布局。富采與砷化鎵代工廠環宇合資成立的氮化鎵代工廠晶成半導體，目前已可提供客戶，從磊晶到代工的前段一條龍製程解決方案，在設計端，內部也有漢威光電、嘉和半導體分頭進行開發。
只不過，台廠雖個個看似蓄勢待發，但目前已實際打出成績的業者，卻是屈指可數。（相關報導：王美花稱美國索要台積電機密非強制 郭正亮批天真曝「背後可能手段」）
難題1〉IDM居主流
成本高、以高階市場為主
關鍵之一在於，IDM廠仍舊占據了大部分的第3代半導體市場，因此，除了應用在充電的氮化鎵出現了許多IC設計公司，讓台灣磊晶、代工廠有一定發揮空間外，其他如碳化矽基板上長氮化鎵，以及碳化矽元件領域都還未看到明顯的代工訂單釋出。
到目前為止，第3代半導體價格仍居高不下，導致市場受限。王毓駒直言，同樣的晶片面積，氮化鎵製造的成本比矽製程多了一百倍，「我們都是高價產品才會導入。」一名分析師也提醒，目前功率元件概念股「現在其實吃的是漲價潮，公司第3代半導體的營收占比還是偏低。」
難題2〉價格競爭力差
須向日、美購買上游材料
其次，上游基板、磊晶材料都掌握在日本、美國廠商手上，則是一大隱憂。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。
難題3〉難以打進下游
產品已開發，但無人採用
其3，下游客戶採用意願仍有待突破。由於台灣缺少本土汽車、通訊設備等品牌供應鏈，難以打入國外封閉的系統，有功率元件業者就私下表示，其實公司相關產品早已經開發完成，但迄今沒有外商願意採用。
一名台灣業者也坦言，台灣化合物半導體公司規模不夠大，「代工業者希望客戶先下大單給他，但IC設計公司也希望等到製程有進步再開始下單，最後就會變成死胡同。」
相對於台廠的小心謹慎，急於在半導體取得亮眼成績的中國，則挾帶市場資源積極投入。根據調研機構TrendForce調查指出，去年中國約有25筆第3代半導體投資擴產項目（不含LED），總投資金額已逾7百億元人民幣，年增180％，成為未來各國的心腹之患。
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。
不過，就長期來說，不論前景如何，誠如環球晶董事長徐秀蘭所言，「第3代半導體很重要又很困難……，對台灣來講，也是不可錯過的市場。」過去，台灣曾經一度出現砷化鎵熱潮，汰弱留強後，由穩懋脫穎而出，成為全球化合物半導體代工霸主。如今，第3代半導體將再起風雲，最後究竟有多少台廠勝出，值得拭目以待。
台灣氮化鎵先行者 台積、穩懋上門求合作
台灣第一家砷化鎵元件製造廠漢威光電，日前決定切出4吋廠獨立引資或出售，據了解，包括穩懋、以及陽明交通大學終身講座教授張翼新創立的易達通科技等都有興趣，其中又以易達通最受矚目。
張翼可說是台灣化合物半導體元老級人物，鑽研相關技術超過30年，一路從材料、磊晶、製程都有涉足。張翼的學生、目前任職聯鈞光電的蕭佑霖表示，張翼教的研究項目通常具有商業化前景，比如他在2006年就開始氮化鎵的研究，那時氮化鎵甚至還未被稱為第3代半導體，「現在他的學生都分布在第3代半導體業界，包括台積電、世界先進等公司。」因此，元老級的張翼一有動作，自然會成為業界關注焦點。
現在最火紅的氮化鎵，張翼早在10多年前就開始與夏普展開合作研發，他透露，「他們找我做GaN-On-Si（矽基氮化鎵），那時不知道要幹嘛，後來才知道他們把這個技術拿去做逆變器，相信我應該是台灣第一個做的。」張翼的經驗吸引台積電、穩懋找上門求合作，兩公司分別在陽明交大成立聯合研發中心，都由張翼擔任主任。
面對記者問起易達通對漢威光電的四吋廠規畫，張翼低調地表示是有規畫部分入股，「之後一些東西在他們那邊做。」他並透露，未來易達通採取IDM模式，預計明年上半年推出應用於5G基地台的高頻氮化鎵元件來搶攻市場，「這是國內業界沒有人做過的技術。」他神祕地說。
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文/王子承、譚偉晟
責任編輯/郭家宏
