第三代半導體是什麼？碳化矽（SIC）概念股、第三代半導體概念股有哪些？

F第三代半導體在近年逐漸成為市場焦點，放眼當今科技產業，諸如 5G 、綠能、電動車等重點市場，都需要用上這個「第三代半導體」。而「第三代半導體」究竟是什麼？為何各家廠商都搶著分食這塊餅？產業未來的發展方向又在哪裡？跟著本文一一揭曉！

漢磊（3707-TW）第二季稅後純益達 8,314.3 萬元，季增 845%、年減 63%，每股純益 0.25 元，上半年稅後純益 9,194.1 萬元，年減 79.1%，每股純益 0.28 元。上半年營收 36.85 億元，年減 15.5%，毛利率 12.6%，年減 8.49 個百分點，營益率 3.81%，年減 10.78 個百分點，稅後純益 9,194.1 萬元，年減 79.1%，每股純益 0.28 元。

第三代半導體是什麼？

半導體是什麼？

「半導體」這個詞彙，想必大家在日常生活中常常聽聞，不過若沒有相關工科背景，這個詞對你來說可能會很陌生，不過不用緊張，其實半導體沒有你想像的那麼難理解！

所謂半導體（semiconductor），就字面上直觀來看，是「一半」的「導體」 — 它有些時候可以當導體，有些時候卻又成了絕緣體。而就學理定義來說，半導體是「一種電導率在絕緣體與導體之間的物質，可作為資訊處理的元件材料」。透過在這類物質中另外加入其他雜質（例如：磷、硼等等），就可以利用化學元素間電子數量的不同，更精準地控制半導體的導電性，進而製作成超重要的半導體電子元件 — 電晶體（Transiter）。

半導體的運作原理

現在我們已經知道了半導體是什麼了，你是否也有個疑問：「導電率變化是怎麼用來處理資訊的呢？」其實半導體這種「時而導電、時而不導電」的設計，可以簡單想像成生活中的「開關」：你總不希望房間的冷氣永遠都開著，或者床頭燈一直關不掉，對吧？正如我們有時候會需要這些工具運作，有時候則把它們關上，半導體在各種應用產品內的功能，就是一個「開關」— 當導電時電子流通，開關就被打開，可以開始做某些指令；當不導電時，開關就關起來，可以作為工作流程的停止訊號。

事實上，關於半導體的運作原理其實遠比上述更複雜（例如：N 型、P 型、Gate 閘極等）；至於功用除了作為開關之外，也有功率放大層面的用途。有興趣的朋友可以再自行上網做更深入的研究。但若只是想要大致理解半導體產業的投資朋友，筆者認為對於運作原理至此的認識也已算足夠。

氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）是什麼？

了解了半導體與其運作原理後，接下來我們趕緊來認識一下今天的主軸 —— 第三代半導體。第三代半導體，不同於第一代半導體材料（矽 Si、鍺 Ge）與第二代半導體材料（砷化鎵 GsAs、磷化銦 InP），第三代半導體的主要材料則為碳化矽（SiC）與氮化鎵（GaN）兩種，由於產品特性的不同，各代半導體也分別有不同領域的應用。

資料來源：工商時報，股感知識庫整理

讓我們更近一步來細分兩種第三代半導體的主要原料：

碳化矽（SiC）

碳化矽（SiC） 是由矽（Si）與碳（C）組成，結合力強，性質較安定，具有低耗損、高功率的產品特性。SiC 適合作用於高壓、大電流的環境，例如電動車、電動車充電樁、再生能源發電設備等。

氮化鎵（GaN）

氮化鎵（GaN）是一種橫向元件，結構性沒有 SiC 穩定，適合運用的電壓環境也不如 SiC 來的高壓。不過其具有高頻運作的特性，目前大多應用在快速充電、電源管理器等民生消費需求。未來主要應用也將朝高頻通訊、 5G 通訊領域發展。

資料來源：科技新報，股感知識庫整理

註 1 ：能隙（energy gap），即「一個能量階層的間隙」，其定義是讓一個半導體「從絕緣到導電所需的最低能量」。因此能隙的大小是決定半導體導電性的一大因素。）

第三代半導體應用

當今第三代半導體應用主要有 2 大類 — 「電源供應器」與「電動車」，其他值得注意的終端應用還有近期快速興起的「高頻通訊」

以下一一介紹第三代半導體的應用：

低電壓消費性電子產品的電源供應器

第三代半導體目前最熱門的應用是利用 Gan 氮化鎵 製造的電源轉換器（簡稱 Power GaN），市場上也有人白話地稱之為「氮化鎵充電器」。在第三代半導體技術發展之前，要製造類似的產品，重要原料之一的碳化矽基板是個頭痛的問題 — 一片 6 寸寬的圓形碳化矽基板，就要台幣 8 萬塊，這使得很多廠商認為這項產品無利可圖，因此沒有很多人願意做這門生意。

後來隨著新技術 — 將氮化鎵堆疊在矽基板上（GaN on Si）— 問世，有效的降低了原本製作化合物半導體的成本，並且透過技術改良，以前個頭很大的電腦、手機充電器，現在都可以越做越小、越做越輕便。在引進 GaN on Si 的技術後，不僅使得廠商得以有效壓低成本，終端需求量也提升了許多（試想看看：以前一個碗公大小的充電器，現在可能指向一片餅乾這麼大，消費者當然更願意去擁有這樣的新型充電器，對吧！），也不難想像為何低電壓消費性電子產品的電源供應器，可以成為第三代半導體的一大熱門應用。

電動車

綜觀所有第三代半導體的終端應用，目前市佔最大、發展最成熟的就是電動車領域。其中最主要的應用在於利用 SiC 碳化矽 製造供電晶片。如同前文表格中所提到，SiC 的一大優勢在於它可以在極高壓的環境下持續運作，因此要在高壓、大電流的作業環境下使用電力推動的電動車、電動船等， SiC 技術就成為較有商業價值的運用。

高頻通訊

第三代半導體在近年最新發展出來終端應用產品，則屬以 GaN 氮化鎵為原料，製作而成的高頻通訊的材料（又稱 RF GaN） 。

說到第三代半導體在通訊領域的應用，最著名的就是高通（Qualcomm, QCOM-US）於 2013 年所提出的「RF 360 」新技術 — 當時市場稱之為「劃時代的發明」，並指出這可能是世界上其他製造商的「End Game」。不過後來的故事可能有些投資朋友也不陌生了 —— 高通生產的矽晶片散熱效果非常不理想，整個晶片在運作時的高溫讓其根本沒辦法應用於手機，最後整個計畫宣告失敗，高通也回頭向原來的供應商進貨。

在經歷過 2013 年市場的高潮迭起後，許多台廠（像是穩懋（ 3105-TW ）、宏捷科（ 8086-TW ）等）才又重新的站穩腳步上。後來隨著通訊需求確實如預期地朝趨趨高頻通訊發展，且由於相比於電動車、電源供應器等成熟應用，高頻通訊晶片目前尚處於低基期，未來有潛力躋身第三代半導體的前三大應用。

第三代半導體概念股

碳化矽（SIC）概念股

而投資朋友們關心的第三代半導體概念股，甚至碳化矽基板概念股，又有哪些呢？筆者綜合市場資訊，為各位整理出台灣股市中血統較純的幾檔「第三代半導體概念股」如下：

資料來源：商周財富網，股感知識庫整理

第三代半導體產業現況

SiC 與 GaN 各自為家，且產品特性符合當今趨勢

如果你有仔細看上文中的表格，相信你已經對於第三代半導體的主要應用領域有一定程度的理解 — SiC 主要用在電動車、太陽能、風力發電；GaN 主要應用在 5G 、高頻通訊、消費性電子產品。對於市場脈絡有一定了解的投資朋友看到這裡應該會有很深的體會，大概就是「哇，這第三代半導體還真有點東西，未來數年或數十年內最紅的幾個概念無非就是電動車、 5G 這幾個，基本上整個市場都被他通吃了」的感覺吧！

其實，第三代半導體早在 30 年前就已經陸續發展起來了，而它會在幾年之間一晃眼就突然爆紅的原因，就是因為搭上了科技發展趨勢的順風車，又更巧的是剛好兩大原料 — SiC 與 GaN 又分別進攻電動車／綠能、高頻通訊等兩大未來焦點產業，這也使得最近很多 10 幾、 20 年前曾經想要做過第三代半導體的企業又重新回到這場遊戲中。

如果你看到這邊還是對於第三代半導體的未來成長性有些疑慮的話，不妨參考一下以下數據： 2018 年 GaN 在電源供應器領域的市場規模大約是 900 萬美元，而 2024 年市場預估總產值將來到 3.5 億美元 — 6 年成長 40 倍。而且這只是單一終端應用，都還沒有考慮電動車、高頻通訊等兩大未來發展主軸。

第三代半導體未來展望

長期穩健發展已成市場共識，競爭只會越來越激烈

隨著 5G 、電動車等技術的越趨成熟，產品特型恰好正中紅心的第三代半導體也瞬間成為了兵家必爭之地 — 現在擁有最多第三代半導體專利權的企業 — 美國科銳（Cree）、日本羅姆（Rohm）、日本住友電工、日本三菱電機及美國 Denso — 全部被美、日兩國企業包辦；在 2020 年，中國在「十四五計畫」中規劃 5 年內要投入 10 兆元人民幣致力發展第三代半導體；台灣當然也發揮半導體產業鍊完整的優勢，盡力在這塊領域中佔有一席之地。

基本上，第三代半導體長期正向發展的態勢早已經成為市場的共識，不過也因為未來可見的成長性，使得這塊「大餅」引來了很多很多的「掠食者」。筆者認為既然下游需求已大致底定沒有問題，那最重要的 Know How 就只剩下如何 Cost Down 以提高企業毛利率了。如前文所述，一片不過 6 寸大的 SiC 基板，要價就要好幾萬台幣，但偏偏現有市場又有超過 80% 的 SiC 基板是由美、日兩國企業寡佔，加上中國直接海投 10 兆人民幣將第三代半導體定調成重點發展產業，未來他們在基板的發展自主化也只是時間問題。台廠的相關概念股，不論是上游材料、設計；中游的製造、代工或下游的封裝、測試，要如何在競爭激烈的市場中找到自己的定位並保持優勢才是關鍵。

希望透過這篇文章，讀者們對於第三代半導體、乃至於整體半導體產業已有了多一層的認識，預祝投資朋友投資順利的同時，也期許各位在投資的旅程上不忘持續學習、充實自己的知識寶庫！

【資料來源】

• 寫點科普 — ​晶圓代工爭霸戰：半導體知識（前傳）
• 數位時代 — 白話解析第三代半導體！一張表看懂通吃 3 大市場的殺手級應用商機
• 商周財富網 — 下一個護國神山？台積電、鴻海都看好的第三代半導體， 14 檔概念股出列

【延伸閱讀】

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