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封面故事搶先讀◆一次搞懂第三代半導體
撰文者：編輯部
更新時間：2021-11-01
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全球追求乾淨能源的趨勢正加速成型，不僅美國總統拜登（Joe Biden）呼籲2030年前讓電動車占美國新車銷售量的50%以上；中國也企圖在2060年前達成碳中和目標。在中、美兩大國環保意識崛起下，市場對電動車、綠能產業興致勃勃，而與該兩產業發展息息相關的，則是「第三代半導體」。
什麼是第三代半導體？TrendForce分析師王尊民指出，目前市場上討論度最高的第三代半導體材料為碳化矽（SiC）及氮化鎵（GaN），運用該類材料製作的半導體元件，具備耐受能力強、低能量消耗、傳輸速度快等優點，非常適合應用在高速傳輸、能源轉換領域。
舉例而言，5G基地台為追求更強的發射功率，將會使用到GaN為主的射頻元件，至於與能源轉換有關的產品如：太陽能、風力發電轉換器、電動車逆變器、充電樁，則會同時使用GaN、SiC兩材料。
為什麼第三代半導體會備受市場期待？電動車若使用SiC製成的半導體元件，續航能力可望比傳統矽（Si）半導體元件增加5%～10%；而若使用在綠能發電，使用SiC則可以讓能量損耗降低50%以上，第三代半導體在能量轉換上帶來的價值，可以說是綠能產業發展歷程中不可或缺的一環。
雖然至今第三代半導體仍有成本高昂、製程相對不成熟等隱憂，但自從2018年起特斯拉在Model 3車款採用SiC產品，大幅提升電動車續航力後，第三代半導體已經從夢境題材轉變為現實的可能解決方案。而近期中國比亞迪、吉利汽車在自家電動車導入SiC產品，不僅讓資本市場愈來愈看好第三代半導體商用量產進程速度能加快，更讓人腦海中浮現一幅圖畫：街上的汽車全部變成電動車，加油站全部變成充電站，火力發電廠則變成太陽能、風力發電廠。
財經專欄作家張真卿分析，5G、電動車使用的半導體元件要能夠承受高溫、高壓、高頻、大功率，相較於傳統第一代半導體以Si為主體，第三代半導體在材料特性上更適合這類型產品，預期整個產業會在下一波景氣榮景中受惠，是未來5年～10年必須關注的趨勢。
國際半導體產業協會（SEMI）全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸則表示：「隨著5G通訊、電動車、智慧物聯網時代的來臨，射頻、光電等相關技術、元件及應用需求持續看漲，將進一步推升功率電子與化合物半導體的全球市場及投資成長。」SEMI也預估相關投資將在2021年成長約20%至70億美元，創歷史新高，2022年則預計將再增長至約85億美元。化合物半導體產業已經成為下一個明日之星。
本期封面故事將帶領大家一同認識第三代半導體相關產業，並分析後續發展，以及可能受惠公司，讓大家輕鬆跟上趨勢不漏接！更多詳細內容，請詳見《Smart智富》月刊279期〈封面故事〉報導。
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