第三代半導體是目前高科技領域最熱門的話題,，不只中國大陸想要這個技術,，從歐洲、美國到中國臺灣,，所有人都在快速結盟,，想在這個機會里分一杯羹。為什么第三代半導體這么火熱,？它的應用與商機在哪里,？
過去30年，臺積電,、聯(lián)電擅長制造的邏輯IC,，基本上都是以硅做為材料的。但硅也有一些弱點,，如果用門做比喻,，用硅做的半導體，就像是用木頭做的木門,，輕輕一拉就能打開（從絕緣變成導電）,。
而第2代或第3代化合物半導體就像是鐵門，甚至金庫的大門,，需要很大的力氣,，要施加大的電壓，才能讓半導體材料打開大門,，讓電子通過,。因此，要處理高電壓,、射頻信號,，或是在信號的轉換速度上，第3代半導體都優(yōu)于傳統(tǒng)的硅,。
目前,，坊間所稱的第2代半導體，指的是砷化鎵,、磷化銦這兩種半導體材料,，「這是1980年代發(fā)展出來的技術。」而現(xiàn)在所稱的第3代半導體,，指的是氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）這兩種材料,，「這是2000年之后才開始投入市場的新技術」。
尤其,，第3類半導體并不好做,，以通信芯片為例，要按照不同的通信需求,，選擇不同的材料,，在原子等級的尺度下精確排好，難度有如給你各種不同形狀的石頭,，堆出一座穩(wěn)固的高塔,，誰能用這些材料，生產(chǎn)出更省電,、性能更好的晶體管,，就是這個市場的勝利者。
目前,，第3代半導體有3個主要應用市場,。
應用1：射頻通信如5G、衛(wèi)星通信
第1,，是將氮化鎵材料用來制作5G,、射頻通信的材料（簡稱RF GaN）。過去20年,，許多人想用成熟的硅制程,，做出可以用在5G射頻通信上的零組件。
最有名的是高通在2013年推出的RF 360計劃,。當時,，市場上的擔心，高通這項新技術推出之時,，就是生產(chǎn)通信用化合物半導體制造商的「死期」,，穩(wěn)懋股價還曾因此重挫。
結果,，高通生產(chǎn)出來的硅芯片非常燙,，完全沒辦法用在手機上；后來,，連高通都回頭跟穩(wěn)懋下單,。業(yè)界人士觀察，通信會愈來愈往高頻發(fā)展,，未來射頻通信芯片都是化合物半導體的天下,，這個領域也是化合物半導體制造毛利率最高的部分,，像穩(wěn)懋和宏捷科的毛利都在3~4成。
應用2：低電壓的電源供應器
第2個市場,，是用氮化鎵制造電源轉換器（簡稱Power GaN）,，這是目前最熱門的領域,。過去生產(chǎn)相關產(chǎn)品,，最難的部分是取得碳化硅的基板，一片6吋的圓片,，要價高達2800美元,，而如今已經(jīng)完成了芯片刻錄（5納米）的12吋的硅晶圓，最貴的僅1600美元,。
但近幾年,，市場上開始出現(xiàn)將氮化鎵堆疊在硅基板上的技術（GaN on Si）。這種技術大幅降低化合物半導體的成本,，用在生產(chǎn)處理數(shù)百伏特的電壓轉換,，可以做到又小又省電。目前市面上已經(jīng)可以看到,，原本便當大小的筆電變壓器,，已經(jīng)能做到只有餅干大小，OPPO,、聯(lián)想等公司,，更積極要把這種技術內(nèi)建在高端手機和筆記本電腦里。
3月1日,，野村證券發(fā)表題為「A GaN Changer」的產(chǎn)業(yè)報告,，認為未來2~3年，第3代半導體將重塑全球消費性電源市場,，取代用硅制作的IGBT電源管理芯片,。野村證券報告預估，2023年,，這個市場產(chǎn)值每年將以6成以上速度成長,。第3代半導體能源轉換效率能達到95%以上，一旦被大幅采用,，「臺灣地區(qū)能省下一座核能電廠的電」,。
應用3：高電壓的汽車電源
第3個市場則是碳化硅供電芯片（SiC）。碳化硅材料的特殊之處在于,，如果要轉換接近1000伏以上的高電壓,，就只有碳化硅能做到這樣的要求；換句話說,，如果要用在高鐵上,，用在轉換風力發(fā)電,，或是推動大型的電動船、電動車,，用碳化硅都能做得更有效率,。
第3代半導體是未來各國搶占電動車、新能源,，甚至國防,、太空優(yōu)勢，不能忽視的關鍵技術,，誰在這個領域領先,，誰就能在這個領域勝出。