拓墣产业研究院指出, 相较目前主流的硅晶圆(Si), 第三代半导体材料SiC及GaN除了耐高电压的特色外, 也分别具备耐高温与适合在高频操作下的优势, 不仅可使芯片面积可大幅减少, 并能简化周边电路的设计, 达到减少模组, 系统周边的零组件及冷却系统的体积. 除了轻化车辆设计之外, 因第三代半导体的低导通电阻及低切换损失的特性, 也能大幅降低车辆运转时的能源转换损失, 两者对于电动车续航力的提升有相当的帮助. 因此, SiC及GaN功率组件的技术与市场发展, 与电动车的发展密不可分.
然而, SiC材料仍在验证与导入阶段, 在现阶段车用领域仅应用于赛车上, 因此, 全球现阶段的车用功率组件, 采用SiC的解决方案的面积不到千分之一. 另一方面, 目前市场上的GaN功率组件则以GaN-on-SiC及GaN-on-Si两种晶圆进行制造, 其中GaN-on-SiC在散热性能上最具优势, 相当适合应用在高温, 高频的操作环境, 因此以5G基站的应用能见度最高, 预期SiC基板未来五年在通过车厂验证与2020年5G商用的带动下, 将进入高速成长期.
尽管GaN基板在面积大型化的过程中, 成本居高不下, 造成GaN基板的产值目前仍小于SiC基板. 但GaN能在高频操作的优势, 仍是各大科技厂瞩目的焦点. 除了高规格产品使用GaN-on-SiC的技术外, GaN-on-Si透过其成本优势, 成为目前GaN功率组件的市场主流, 在车用, 智能手机所需的电源管理芯片及充电系统的应用最具成长性.
拓墣产业研究院指出, 观察供应链的发展, 由于5G及汽车科技正处于产业成长趋势的重心, 供应链已发展出晶圆代工模式, 提供客户SiC及GaN的代工业务服务, 改变过去仅由Cree, Infineon, Qorvo等整合组件大厂供应的状况. GaN的部分, 有台积电及世界先进提供GaN-on-Si的代工业务, 稳懋则专攻GaN-on-SiC领域瞄准5G基站的商机. 另外, X-Fab, 汉磊及环宇也提供SiC及GaN的代工业务. 随着代工业务的带动, 第三代半导体材料的市场规模也将进一步扩大.
