台灣半導體近年在全球占有重要地位，台積電、聯發科更是其中的佼佼者，隨著新科技趨勢明朗化，涵蓋5G、車用、AI、HPC等最新應用的第三代半導體，也逐漸展露頭角。不只中國政府打算砸下10兆人民幣投資，國際半導體產業協會（SEMI）也看好今年相關投資將成長2成，但你知道第三代半導體與前兩代有什麼不同？台灣又有哪些概念股嗎？

材料決定方向！三代半導體應用大不同
雖然命名為「第三代半導體」，但其實三代之間不存在互相取代的情況，而是根據「半導體材料」的特性，適用在不同的領域，一、二代仍在市場上占有重要地位，尤其一代半導體市占高達90%，主要材料為「矽、鍺」，用來生產邏輯IC，普遍用在電腦、電視、航空航太、太陽能等產業當中。



第二代與第三代半導體材料則屬於「化合物材料」，第二代主要為「砷化鎵、磷化銦」，較第一代材料擁有高頻、抗輻射及耐高溫的特性，隨著網路時代的崛起，第二代半導體也被廣泛應用在移動通訊、光通訊與GPS導航系統當中。

第三代半導體材料主要為「氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）」，由於帶隙寬大於一、二代材料，有更好的物理化學特性，像是高頻、高功率、低功耗，可耐高溫與高電壓等，適合應用在5G、電動車、光學雷達（LiDAR）、快充、風力發電等應用。

氮化鎵、碳化矽雙路線 第三代應用有哪些？
根據工研院產科國際所統計，目前第二代與第三代半導體材料市占率合計約1成，去年市場規模約298億美元，但2025年有望成長至361.7億美元，2030年規模上看435億美元，成長力備受期待，而第三代半導體又分為氮化鎵（GaN）與碳化矽（SiC）兩大路線，主要的應用方向也有區別。

氮化鎵（GaN）－5G基地台與快充重要材料
氮化鎵早期被應用在LED領域，相較於傳統的矽材料，擁有更好的耐熱及耐高壓特性，適應電壓區間為40V~1200V，涵蓋通訊、汽車、消費性電子普遍需要的100~600V，是5G基地台與快充發展的重要材料。

5G基地台》從2G時代開始，行動通訊基地台的功率放大器（PA），主要都採用LDMOS技術，但隨著行動通訊邁向5G，部分訊號已開始使用高頻傳輸，尤其3.5GHz已到達LDMOS技術極限，難以應付越來越高頻的環境，因此高頻、低雜訊的氮化鎵放大器（RF GaN）脫穎而出，可望成為新一代主流。

快充》不知道大家有沒有注意到，現在市面上出現許多「氮化鎵充電器」，這些小巧的豆腐頭，多半主打「體積輕巧、充電速度快、筆電手機可以同時充」，因為氮化鎵體積小、低發熱、高瓦數，堆疊矽基板上後，可以大幅壓縮豆腐頭尺寸，並提升充電效率。

光學雷達》在車用市場當中，電動車與自駕系統已成為品牌廠的新戰場，尤其ADAS的關鍵技術－光學雷達（LiDAR），利用光學感測器測量物體距離，如果與氮化鎵攜手合作，就能達到距離更遠、更快速、更清晰的效果。

碳化矽（SiC）－適應高電壓 電動車續航力升級
第三代半導體的另外一項重要材料為碳化矽，「碳化矽」可較傳統的「矽晶片」減少50%能源損失、降低電源轉換系統成本；而且是唯一可以轉換近1000伏特以上高電壓的材料。適用在高鐵、電動車、風力發電或是推動大型電動船等方面。

碳化矽除了減少耗能，也能提升電動車續航力約4%，電動車大廠特斯拉率先將SiC導入逆變器模組和車載充電器，成功提升續航力。而特斯拉的成功，也讓其他廠商看見SiC商機，這也是為什麼鴻海要砸下25.2億元，收購旺宏晶圓廠，完善電動車布局的原因。

第三代半導體在新科技應用崛起的背景下，成為國際市場新戰場，包括Cree、英飛凌、意法半導體、三菱電機等都已搶先卡位SiC領域；台廠則有台積電、世界先進、漢磊、環球晶、中美晶、合晶、嘉晶、宏捷科、全新、穩懋等也組成國家隊，要利用台灣半導體優勢，抓緊下一代半導體領航地位。

儘管5G與電動車確實讓第三代半導體成為當紅炸子雞，但由於化合物材料技術門檻相當高，目前良率仍然是一大問題，而且上游原料取得不易、成本高昂，都大大限制第三代半導體的滲透率與量產速度，加上5G基地台成本過高，影響電信業建置意願，恐怕還不一定能立即迎來大爆發商機。

不過隨著特斯拉導入SiC、台積電將車用列入重點發展項目，在ADAS與電動車快速發展刺激下，作為基石的第三代半導體仍然可期，雖尚未達到蓬勃發展的程度，但投資人不妨多關注相關消息面，適時調整投資組合，才能掌握新科技的投資趨勢。（林恬如／編輯）