随着 5G 、电动车的发展，中国十四五规划投入 10 兆人民币发展“第三代半导体”，而台厂也挟带着半导体产业链优势，引领相关概念股脱颖而出，鸿海董事长刘扬伟更是高喊要打造第三代半导体成为台湾下一个护国神山，连台积电都看好未来十年前景大开，显见背后庞大的市场商机。
第三代半导体发展超过 30 年，因为具有耐高电压、高电流的特性，相比第一代半导体的硅（Si）、锗（Ge），以及第二代半导体的砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP），第三代半导体的碳化硅（SiC）及氮化镓（GaN）更适合用来发展电动车、5G、绿能等终端应用。
第三代半导体将取代部分第一代和第二代半导体需求，如电源芯片针对不同功率与应用，低功率持续使用 Si 制作，高功率体积小使用 SiC；射频芯片则针对不同功率与应用，部分继续使用 GaAs 制作，而高频率尺寸小则可采用 GaN。
▲ SiC 功率元件 2019~2025 市场规模预估。（Source：Yole Développement）
SiC 功率元件年复合成长达 30%
根据市场调研机构 Yole Développement 的资料显示，SiC 功率元件在 2019 年的全球市场规模约 5.47 亿美元，预估到 2025 年全球市场规模可达 25.62 亿美元，年复合成长率高达 30%，最大的应用在电动车逆变器、转换器、充电桩，以及太阳能与能源储存终端应用。
以六吋晶圆来说，SiC 的价格就大约是 Si 的 50 倍， 其中长晶、切割、研磨的基板占 SiC 功率元件成本高达 50%，其余的磊晶占 25%、制造占 20%、后段封测占 5%，因此掌握基板供应量成为发展关键，而整合元件制造（IDM）厂由于投入时间较早，发展比代工厂更具优势。
由于掌握过半基板供应量，SiC 市场由美日 IDM 厂商寡占，并使用自研自制的长晶炉，其中 SiC 基板三雄科锐（Cree）、贰陆（II-VI）及罗姆（ROHM）的市占率就高达 80%，而中国投入 10 兆人民币力拼第三代半导体自主化，因此长晶及基板的发展也位居领先地位。
▲ 全球 GaN 市场规模预估。（Source：HIS）
全球 GaN 市场规模 2027 估达 45 亿美元
根据市场调研机构 IHS 预估，2027 年全球 GaN 市场规模达 45 亿美元，成长主要动能包含功率和射频市场，目前 GaN 功率元件最大的应用在手机、笔电快充电源、军用，并推估 2023 年后汽车应用比重将快速提升。
GaN 射频元件的主要应用市场在国防与 5G 基础建设，因为 5G 需要多个天线提高信号品质，而每个天线都需专用的射频前端芯片组，因此具有外型缩减，提高使用宽容性优势的 GaN，即可在相同功率水准下使用数量较少的天线，并有望取代横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）。
目前市场上的 GaN 功率元件以 GaN-on-SiC（碳化硅基氮化镓）及 GaN-on-Si（硅基氮化镓）两种进行制造，其中 GaN-on-SiC 具有散热优势，相当适合应用在高温、高频的操作环境，因此以 5G 基地台的应用能见度最高，并随着 5G 走向高频发展，进入高速成长期。
第三代半导体将成台湾下一座护国神山
华南投顾董事长储祥生表示，第三代半导体从上游的长晶、切割、研磨的基板，再到磊晶，以及最后的晶圆代工，欧美的发展已经十分成熟，因此像中国十四五计划也列为重要产业，而台厂还在起步阶段，但要发展电动车就势必要做第三代半导体。
储祥生指出，台厂挟带着半导体产业链优势，供应链主要分为三大块，包括发展长晶投入 SiC 基板的环球晶、盛新材料、稳晟材料，延伸的相关概念股有环球晶及其母公司中美晶，还有盛新材料的大股东太极-KY。
储祥生补充，台厂发展磊晶的有环球晶、嘉晶、全新、英特磊，而晶圆代工厂商有台积电、世界先进、稳懋、宏捷科、茂硅、汉磊、晶成半导体，其中相关概念股又包括晶成半导体大股东富采和环宇-KY，并强调台厂发展第三代半导体，目前仍有难度需要克服，因此发酵需要再等一段时间。
第三代半导体台厂供应链布局规划
环球晶布局第三代半导体超过 4 年，今年斥资逾千亿元公开收购德国世创（Siltronic），预计下半年合并完成后，有望成为全球硅晶圆第二大供应商，并与美国长晶设备厂 GTAT 合作， 把以往制作太阳能硅晶圆炉，改装成 SiC 长晶，并成功进入 6 吋产品阶段。
磊晶方面，嘉晶布局第三代半导体研发超过 10 年，拥有磊晶相关专利技术，并具有量产 4 吋、6 吋 SiC 磊晶及 6 吋 GaN 磊晶的能力，而环球晶已与客户陆续签订长约， 看好 SiC 需求较预期强劲，基板已小量出货，明年上半年将进一步扩展至磊晶。
晶圆代工方面，台积电看好第三代半导体未来十年商机大开，锁定快充、资料中心、太阳能电力转换器、48V 直流电源转换器、电动车转换器、车载充电器等五大应用领域，旗下世界先进也积极布局 SiC 及 GaN 的代工生产今年将可进入量产的前期商机。
整体而言，元富投顾表示，第三代半导体潜在市场具想像空间，但发展关键在 SiC 基板，短期最大困难在于成本太高，限制渗透速度，而且 SiC 长晶仅能透过试误法增加良率，所以需要投入大量资金发展，短中期以 SiC 较具潜力，长期则是看好成本降低后商机爆发。
（首图来源：shutterstock）
