本文由半導體產業縱橫綜合
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據TrendForce集邦咨詢研究推估，第三代功率半導體產值將從2021年的9.8億美元，到2025年增長至47.1億美元，年復合成長率達48%。
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作為目前最具發展潛力的材料，具備高功率及高頻率特性的寬禁帶（Wide Band Gap；WBG）半導體，代表材料為碳化硅（SiC）與氮化鎵（GaN），主要的應用場景為電動車、快充市場。
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SiC適合高功率應用，如儲能、風電、光伏、電動車、新能源車等對電池系統具高度要求的產業。其中，電動車備受市場關注，不過目前市售電動車所搭載的功率半導體多數為硅基材料（Si base），如IGBT、MOSFET，但由于電動車電池動力系統逐步往800V以上的高電壓發展，相較于Si，SiC在高壓的系統中有更好的性能體現，有望逐步替代部分硅基設計，大幅提高汽車性能并優化整車架構，預估SiC功率半導體至2025年可達33.9億美元。
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GaN適合高頻率應用，包括通訊裝置，以及用于手機、平板、筆電的快充。相較于傳統快充，GaN快充擁有更大的功率密度，故充電速度更快，且體積更小便于攜帶，吸引不少OEM、ODM業者加入而開始高速發展，預估GaN功率半導體至2025年可達13.2億美元。
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相較傳統硅基材料，第三類功率半導體襯底制造難度較高且成本較為昂貴，目前在各大襯底供應商的開發下，包括Wolfspeed、II-VI、Qromis等企業陸續擴增產能，并將在2022下半年量產8吋襯底，預期第三類功率半導體未來幾年產值仍有成長的空間。
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日本羅姆半導體（ROHM）早在2009年，就收購歐洲最大碳化硅單晶晶圓制造商SiCrystal；瑞士意法半導體（ST）于2019年，收購瑞典碳化硅晶圓制造商Norstel；美國安森美（onsemi）則是在2021年，收購美國碳化硅和藍寶石晶圓供應商GTAT（GT Advanced Technologies），目的都是為了掌握足夠的碳化硅晶圓產能，或更加深化外延成長技術；2022年，2月17日，英飛凌宣布將投資超過20 億歐元在其位于馬來西亞居林的工廠建造第三個廠區，旨在通過增加寬帶隙半導體領域的制造能力來鞏固其在功率半導體領域的市場領導地位.
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?第三代半導體已成國安級產業?
日本經濟產業省（METI）在2021年發布的“半導體戰略要點”中，除了鼓勵第三代半導體材料的創新之外，更領先全球宣布預先投入第四代半導體氧化鎵（Ga2O3）的研究，預計可用于更大的電力充電系統及其電網供應系統。
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美國國家安全委員會（National Security Council，現名為美國人工智慧國家安全委員會NSCAI）則于2021年發布厚達752頁的《半導體總檢討報告》，在第13章里直接點名國家須重視氮化鎵研發的重要性，便是著眼于在通訊與國防應用。
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2016年，德國半導體大廠英飛凌（Infineon）曾計劃以8.5億美元買下美國科銳（Cree）旗下的功率與射頻元件單位Wolfspeed，卻在歷經一年的審理后，遭美國政府否決，理由即是“保護國防工業”。
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我國多個省份地區也將第三代半導體列入“十四五規劃”中的重點產業，代表企業包括晶元光電、三安光電、華燦光電等，但目前中國企業和國外企業相比，專利申請數量仍有一定差距。
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全球第一大氮化鎵功率元件商納微（Navitas）曾表示，氮化鎵的碳足跡比傳統硅基功率元件低10倍。業界估計，若全球數據中心都升級使用氮化鎵功率芯片元件，能源浪費將減少30～40％，相當于節省100兆瓦時太陽能和1.25億噸二氧化碳排放量。
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在碳中和與碳達峰的趨勢下，各國政策都支持綠色節能應用，這也成為第三代半導體需求攀升的助力。
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