【新新聞】半導體投資入門1》尋找台灣下一家台積電　第三代半導體全解析

半導體是現代科技的心臟。無論是智慧手機、電動車、5G通訊還是AI人工智慧運算，背後都仰賴半導體元件來驅動。想投資半導體，有哪些名詞與產業知識你必須知道呢？接下來我們將透過一系列的循序漸進的介紹，協助讀者慢慢掌握半導體產業。

本周首先登場，為讀者介紹的就是第三代半導體。為何會先介紹第三代半導體呢？因為台積電法說會即將於17日登場，而日前台積電表示，經評估後，決定在未來2年內，退出氮化鎵（GaN）市場。而氮化鎵就是第三代半導體中的一種。

因此本系列「半導體投資入門」的首篇，將帶領讀者深入認識第三代半導體的核心技術與市場潛力，說明它不僅改寫了功率元件的發展路線，更因為其物性優點，在能源轉型、電動交通與高速運算中扮演關鍵角色，受到各國政府與產業鏈的高度重視，以及目前投資人關注的主要概念股與台灣在其中的戰略角色。

為什麼現在正是認識「第三代半導體」的時機？

第三代半導體再次成為媒體與市場焦點，起因是台積電近期宣布將在兩年內退出氮化鎵（GaN）市場。雖然這項決策引發市場關注，但同時也突顯出第三代半導體目前仍處於技術導入與產業重新布局的關鍵階段。氮化鎵作為第三代半導體代表之一，其應用仍具有廣大潛力，而台灣也仍有其他廠商持續投入此領域。這項新聞正是投資人重新審視「第三代半導體」全貌的絕佳契機。

第三代半導體是什麼？具備哪些突破性的材料特性？

所謂「第三代半導體」，是指具有寬能隙（Wide Bandgap）特性的半導體材料。第一代為矽（Silicon），第二代是砷化鎵（GaAs），而第三代則主要包括碳化矽（SiC）與氮化鎵（GaN）等材料。這些新材料能在高壓、高頻與高溫環境下穩定運作，這是傳統矽材料難以達成的條件。

第三代半導體的核心特點包括：

•高能隙寬度：代表材料對電子能量的控制能力更強，不易發生漏電或熱崩潰
•高擊穿電壓：能承受更高的電壓，適合用於大功率設備
•高電子遷移率與熱傳導率：使元件散熱快、效率高，更適合高速開關與長時間運作
•更小的元件體積：實現輕量化、高密度模組化設計

這些特性使得第三代半導體特別適合應用於未來產業，例如電動車、太陽能、充電樁、高功率伺服器、雷達與高速無線通訊等領域。

第三代半導體與「寬能隙」有什麼關係？為何重要？

「寬能隙」指的是材料電子能階之間的差距較大，這種物理性質使得元件在高溫與高壓條件下更穩定、更安全、更節能。舉例而言，矽（Si）的能隙約為1.1電子伏特（eV），而碳化矽約為3.3eV，氮化鎵則為3.4eV，約為矽的三倍以上。

電動車和充電樁非常適合使用第三代半導體。（資料照，美聯社）

這樣的材料物理特性使得第三代半導體可以實現在超高壓電環境下的穩定運作，不會產生電擊穿（breakdown），同時具備更高效率的電流轉換能力。因此，在強調能源效率與低碳排放的現代社會，第三代半導體自然成為技術升級的理想選擇。

第三代半導體和矽晶圓有何不同？從技術與產業面來比較

傳統矽晶圓仍是目前市占最大的半導體材料，但在極端應用條件下已顯現瓶頸，例如無法承受快速的電壓切換、高頻開關與高功率密度下的持久運作。而第三代半導體能突破這些限制。

簡單來說，矽擅長的是處理「邏輯運算與資料儲存」，但不擅長「能量轉換」。這正是為什麼電動車的馬達驅動模組、太陽能逆變器、伺服器電源供應器等，都陸續轉向使用SiC與GaN元件的原因。

不過，第三代半導體目前仍有明顯瓶頸，例如：

•製程技術尚未普及、單位成本高
•材料難以量產，長晶與磊晶技術門檻高
•設備與測試標準尚未統一

因此，現階段的第三代半導體應用仍偏向高階、利基市場，尚未完全取代矽材料的主流地位。

碳化矽（SiC）是什麼？應用為何？概念股有哪些？

碳化矽（SiC）是一種化合物半導體，具有極高的熱導性與電場強度，能大幅減少能量損耗與發熱，是功率電子領域中的革命性材料。其最關鍵的應用在於電動車的主驅動模組，可顯著減少能量損耗並提升續航力。

目前全球主要SiC供應商包括意法半導體（ST）、英飛凌（Infineon）、安森美（onsemi）等。而在台灣，則有幾家上市公司積極投入：

•漢磊（3707）：具備SiC晶棒長晶與磊晶製程，是國內少數具備垂直整合能力的公司
•嘉晶（3016）：以晶圓代工為核心，擴展SiC產能與製程客戶
•台亞（2340）：積極拓展功率元件封裝測試業務

漢磊董事長徐建華。（資料照，成大電機系提供）

SiC未來最大的需求動能來自電動車與充電基礎建設，而歐美車廠與Tier 1供應商已大舉採用，是近年最具爆發力的材料趨勢之一。

氮化鎵（GaN）是什麼？與SiC有何不同？概念股有哪些？

氮化鎵（GaN）則是另一種寬能隙材料，雖然與SiC在性能上類似，但它更適用於中等電壓、高頻率、高速切換的應用場景，例如：

•快速充電（GaN充電器）
•高頻雷達（如軍事雷達、氣象雷達）
•5G基地台的功率放大器（PA）
•衛星與航空電子

GaN元件體積更小、開關速度更快，因此廣泛應用在輕量化需求強的行動設備與高頻裝置。

代表性的公司與台廠包括：

•穩懋（3105）：為全球少數能進行GaN-on-Si代工的廠商，具備完整射頻製程
•全新（2455）：專攻GaN磊晶材料技術，是國內化合物半導體材料先行者
•Navitas、EPC：美國GaN功率IC新創，推動GaN快充商品化應用

陽明交大校長林奇宏（左）與穩懋半導體董事長陳進財（右）代表雙方締盟合作，全力培育下世代化合物半導體研發人才。（資料照，方詠騰攝）

雖然台積電選擇退出GaN市場，但其他台灣廠商仍積極拓展海外訂單，特別是在軍工、通訊與消費電子領域。

SiC與GaN怎麼選？其實是互補而非取代

SiC與GaN並不是互相競爭的材料，而是各自適用不同的應用場景。簡單來說：

•SiC擅長高壓、大功率、嚴苛環境（如電動車馬達、太陽能逆變器）
•GaN適合中壓、高頻、體積受限的場合（如快充、雷達、手機PA模組）

未來將會見到越來越多混合應用場景，例如車用充電模組中，內部既有SiC也有GaN元件，共同提升系統效率與控制成本。

未來展望：淨零排放與智慧科技的關鍵材料

根據Yole Intelligence與TrendForce的預估，全球第三代半導體市場規模將從2023年的20億美元，快速攀升至2028年超過百億美元，年均複合成長率達35%以上。電動車、再生能源、數位電網、5G與低軌衛星皆將成為強力拉動需求的引擎。

台灣雖不具備材料起點優勢（如美國Cree或日本Rohm），但在代工技術、模組整合與封測服務領域，具備完整供應鏈實力。從穩懋的射頻代工、漢磊的磊晶技術，到全新的材料開發，台灣正逐步建立屬於自己的「第三代半導體產業生態系」。