我們想讓你知道：科技的發展必須從基礎工業開始長期努力耕耘，台積電在第一代半導體領先全球靠的是工程師們的努力與政府政策的扶持而不是「正名」。嗆聲要「彎道超車」的競爭對手不可怕，能說出「半導體產業不存在彎道超車」的競爭對手才可怕！
媒體報導把碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)稱為「第三代半導體」是中國大陸包藏野心，原因是大陸在第一代、第二代發展遠落後國際，企圖在第三代半導體急起直追躍為領導者，因此強烈建議台灣產官學界應將碳化矽、氮化鎵正名為「化合物半導體」，不應跟著大陸喊「第三代半導體」。到底碳化矽、氮化鎵應用在那些地方？這些材料製作有什麼困難？把它們稱為「第三代半導體」有錯嗎？
第三代半導體主要應用在功率元件與射頻元件
第一代半導體主要是矽(Si)與矽鍺(SiGe)，應用非常廣泛，包括：處理器、記憶體、類比晶片、功率元件、射頻元件、感光元件等，幾乎所有電子產品都可以使用矽晶圓來製作，因此矽是整個半導體的核心。
第二代半導體主要是砷化鎵(GaAs)與磷化銦(InP)，由於矽(Si)在高頻率的特性不佳，而通訊用的電磁波頻率又高，所以砷化鎵主要應用在射頻元件取代部分矽製作的元件，所謂的「射頻(RF：Radio Frequency)」就是指處理電磁波的元件。
第三代半導體主要是碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)，由於矽(Si)在高電壓的特性不佳，而工業或車用電源的電壓又高，所以碳化矽主要應用在功率元件取代部分矽製作的元件，所謂的「功率元件(Power device)」就是指處理電源(電壓或電流)轉換的元件。
此外，由於矽(Si)在高頻率的特性不佳，開關速度比較慢，造成充電器內的被動元件體積較大，這也就是我們使用的手機充電器體積很大的原因，所以氮化鎵也可以應用在功率元件取代部分矽製作的元件，可以縮小充電器的體積，這樣以後我們要把充電器插到插座上就不會再卡卡的囉！
表一 第三代半導體主要應用在功率元件與射頻元件
把碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)稱為「第三代半導體」有錯嗎？
通常世代愈後面代表相對較進步，世代愈前面代表相對較落後，因此後面世代會取代前面世代的產品，例如：第四代(4G：4th Generation)行動電話會完全取代第三代(3G)，因此把碳化矽與氮化鎵稱為「第三代」半導體，的確讓人誤以為會完全取代第二代的砷化鎵和第一代的矽。
事實上前面介紹過，碳化矽只會取代部分矽製作高電壓的功率元件，應用在電動車、太陽能逆變器等；氮化鎵只會取代部分矽與砷化鎵製作射頻元件，應用在基地台、衛星、雷達等，或是取代部分矽製作低電壓的功率元件，應用在充電器，並不會完全取代，由這個觀點或許把它稱為「第三類」半導體比較不會引起大家的誤會。
但是把碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)稱為「第三代半導體」事實上也沒有錯，因為世代愈後面代表相對較進步，以高電壓的特性來說，第三代的碳化矽的確是優於第一代的矽；以高頻率的特性來說，第三代的氮化鎵的確是優於第一代的矽與第二代的砷化鎵，要完全取代不是不行，只是價格太高沒有必要，明明是承受低電壓的應用，何必用承受高電壓的材料？但是不能因為沒有完全取代就說它不能叫「第三代」，更不必扯什麼「包藏野心」。
第幾代的技術不是看「什麼時候開始發展」，而是看「什麼時候可以應用」！
雖然碳化矽、氮化鎵早在四、五十年前就開始發展，但是當時製程技術不成熟價格又高，所以一直無法大量應用，這幾年製程技術成熟價格下降，所以開始大量應用，第幾代的技術不是看「什麼時候開始發展」，而是看「什麼時候可以應用」。
星鏈公司的低軌道衛星目前在發展「光學衛星間連接(OISL：Optical Inter Satellite Links)」技術，使用雷射光亮暗代表1與0在兩顆衛星之間進行光通訊，其實這和古時候兩艘船之間用手電筒亮暗代表1與0的原理相同，是不是我們也要說用光傳送訊號古時候就開始發展，所以光學衛星間連接(OISL)不算新世代？
台灣什麼最行？合併和正名！
台灣各縣市資源分配不均如何解決？當然是合併，結果一個小島有台北和高雄兩個直轄市還不夠，台北縣升格直轄市，桃園縣市合併、臺中市縣市合併、臺南市縣市合併升格成了「六都」，最近聽說新竹縣市也有意合併升格，人數不夠或許可以再加上苗栗，那剩下的縣市大概也可以併一併一起升格，我看甘脆全台灣合併一起升格成「台灣市」不是更好？台灣市將創下數個全球第一：土地最大的城市、人口最多的城市、商店最多的城市……，彷彿合併一切問題就解決了！
台灣各大學資源分配不均如何解決？當然是合併，因為大學太多了，所以合併就能解決問題，記得有次和一群老師聊天，就有人建議乾脆全台灣的大學合併成一所大學就好，這所大學將創下數個全球第一：土地最大的大學、師生最多的大學、論文最多的大學……，台灣大學叫「National Taiwan University (NTU)」，所以合併後的這所新大學就取名叫「National Best University (NBU)」吧！（備註：這個名字不是我取的，但是不方便透露是那位教授建議的。）
第一代半導體比的是先進製程，第三代半導體比的是晶圓材料
第三代半導體的重點在長晶，尤其碳化矽晶圓是最重要的技術，而碳化矽長晶目前由美國廠商遙遙領先，美商科銳(Cree/Wolfspeed)佔有大約56%的市場，貳陸(II-VI)佔有大約18%，日商羅姆(Rohm)佔有大約16%，不但6吋晶圓技術已經成熟，甚至8吋晶圓明年就要量產，我們算是遠遠落後，但是近年來大陸投入大量資金，天科合達、山東天岳隨便一家都擁有300座長晶爐，台灣只有少數幾家公司在努力耕耘，6吋良率還不高，8吋就先不要想了！而且碳化矽的長晶溫度高只能「蒙起來長」，長好了打開才能確定能不能用，因此使用的都是「試誤法(Try and error)」，大陸的公司一次試300爐，台灣的公司一次試10爐，誰會發展更快答案呼之欲出。
第一代半導體矽晶圓製作比較容易，困難的是先進製程，台積電在多年的努力後目前保持領先，然而第三代半導體碳化矽晶圓製作非常困難，連基板都做不出來，就不必談在基板上製作元件了！目前只能買別人的晶圓來製作元件，碳化矽長晶比的是基礎工業，台灣向來不重視基礎工業，在碳化矽產業的發展困難重重，因此政府應該投入更多資源，重視基礎工業：材料、機械、光學、化學、物理等領域的發展。
台灣發展第三代半導體的策略是什麼？正名！？
很高興看到媒體報導台灣的第三代半導體發展，因為這代表愈來愈多人重視這個領域，但是我們想聽到的是台灣發展第三代半導體的策略是什麼？要怎麼做才能趕上美國、日本？政府要提供那些資源來協助廠商？結果我們看到媒體報導的標題和重點還是台灣的強項：強烈建議台灣產官學界應將碳化矽、氮化鎵正名為化合物半導體。
所以，將碳化矽、氮化鎵正名為化合物半導體，台灣就追上了嗎？
作者為台大電機博士，知識力專家社群創辦人
責任編輯/周岐原
