化合物半导体国家队大战，台积电、环球晶拼突围

氮化镓(GaN)及碳化矽(SiC)第三类半导体应用迎来起飞期，目前虽占半导体总产值比重仅低个位数，成长动能备受高度期待。台湾SiC与GaN供应链突围难度甚高，半导体业者坦言，台湾所具优势就是多年累积且完整的产业链。

当中，又以台积电、中美晶集团最受关注，前者为晶圆代工龙头，后者则是近年启动上下整合大计，在矽基板基础下，快整布局SiC基板与GaN磊晶。据了解，全球半导体市场规模约4,300多亿美元，化合物半导体比重不到5%，但近年已成为中美日韩及国际大厂争相抢攻战场，皆认为未来成长性将远高于传统矽材料市场。

中国因美国倾全力封锁半导体自主大计后，近年积极超前展开第三类半导体布局，企图摆脱对美国半导体制程设备与材料依赖，甚至转而握有话语权，在国家兆元补助支持下，目前长晶及基板发展领先台厂，包括天科合达、华为投资的山东天岳等，每年长晶炉建置都是百台起跳。

目前全球唯一投入8吋SiC长晶量产的IDM大厂Wolfspeed(改名前为Cree)，上下游整合制造实力也难以撼动，其生产从SiC晶棒到功率元件，位居全球SiC晶片出货龙头，亦与意法(STM)、英飞凌(Infineon)与安森美(Onsemi)等大厂早已签订SiC基板长约。

台湾于SiC和GaN供应链方面，目前SiC基板领域有环球晶、太极持有多数股权的盛新材料，以及大股东为中砂、矽力杰的稳晟材料，磊晶则有环球晶、嘉晶等，晶圆代工则有台积电、世界先进、汉磊、宏捷科、茂矽与稳懋等。进一步来看，就是台积电、中美晶与汉磊集团比拼。

当中，台积电投入矽基氮化镓(GaN on Si)研发多年，目前已小量提供6 吋晶圆代工服务，针对车用市场，台积电已与意法合作加速GaN制程技术的开发，并将分离式与整合式GaN元件导入市场，另包括Navitas及GaN Systems亦在台积电投片生产高压功率元件。

此外，世界先进也全力投入8吋GaN on Si研发，进行产品设计客户超过10家，技术可靠性与良率已近量产阶段。世界先进先前也宣布与设备材料厂Kyma及转投资GaN矽基板厂Qromis 携手合作，开发可做到8吋的新基底GaN-on-QST。

最受关注的莫过于中美晶集团，旗下环球晶上下游整合加速扩大，也强化专利与技术研发，其中，环球晶已与GT Advanced Technologies(GTAT)双方达成协议共同签署SiC晶球长期合约，另也购并德国Siltronic，可望延续其已投入GaN-on-SiC技术研发，预计最慢2022年1月初就会宣布购并完成。

另环球晶也参与美国GaN整合厂Transphorm私募，成为Transphorm的GaN磊晶片供应商、增加Transphorm的产能，为自家创造下游出海口。目前中美晶集团还有投资宏捷科，投入GaN晶圆代工领域。

值得注意的是，环球晶也将于美国展开扩产，除12吋SOI晶圆外，也就是先前与GF所签署的合作协议，将增加12吋SOI晶圆产量及扩充在密苏里州圣彼得斯现有晶圆厂的8吋SOI晶圆产能，另也同时也将进步扩增化合物半导体磊晶，目前也入列美国政府半导体补助。

半导体业者坦言，台湾目前的优势就是多年累积且完整的半导体产业链。对此，环球晶董事长徐秀兰也指出，中韩美日投入可观资金与资源研发第三类半导体，日本更是专利大刀在手，台厂近年也有科技部的补助扶植。

但最重要的优势确实就是拥有多年累积的半导体制程、设备材料与人才的强劲完整产业链，这比从零开始的不少业者赢在起跑点，未来台厂在研发与专利实力也快速提升下，也相当有机会能突围成功。