拓墣產業研究院指出, 相較目前主流的矽晶圓(Si), 第三代半導體材料SiC及GaN除了耐高電壓的特色外, 也分別具備耐高溫與適合在高頻操作下的優勢, 不僅可使晶片面積可大幅減少, 並能簡化周邊電路的設計, 達到減少模組, 系統周邊的零組件及冷卻系統的體積. 除了輕化車輛設計之外, 因第三代半導體的低導通電阻及低切換損失的特性, 也能大幅降低車輛運轉時的能源轉換損失, 兩者對於電動車續航力的提升有相當的幫助. 因此, SiC及GaN功率組件的技術與市場發展, 與電動車的發展密不可分.
然而, SiC材料仍在驗證與導入階段, 在現階段車用領域僅應用於賽車上, 因此, 全球現階段的車用功率組件, 採用SiC的解決方案的面積不到千分之一. 另一方面, 目前市場上的GaN功率組件則以GaN-on-SiC及GaN-on-Si兩種晶圓進行製造, 其中GaN-on-SiC在散熱性能上最具優勢, 相當適合應用在高溫, 高頻的操作環境, 因此以5G基站的應用能見度最高, 預期SiC基板未來五年在通過車廠驗證與2020年5G商用的帶動下, 將進入高速成長期.
儘管GaN基板在面積大型化的過程中, 成本居高不下, 造成GaN基板的產值目前仍小於SiC基板. 但GaN能在高頻操作的優勢, 仍是各大科技廠矚目的焦點. 除了高規格產品使用GaN-on-SiC的技術外, GaN-on-Si透過其成本優勢, 成為目前GaN功率組件的市場主流, 在車用, 智能手機所需的電源管理晶片及充電系統的應用最具成長性.
拓墣產業研究院指出, 觀察供應鏈的發展, 由於5G及汽車科技正處於產業成長趨勢的重心, 供應鏈已發展出晶圓代工模式, 提供客戶SiC及GaN的代工業務服務, 改變過去僅由Cree, Infineon, Qorvo等整合組件大廠供應的狀況. GaN的部分, 有台積電及世界先進提供GaN-on-Si的代工業務, 穩懋則專攻GaN-on-SiC領域瞄準5G基站的商機. 另外, X-Fab, 漢磊及環宇也提供SiC及GaN的代工業務. 隨著代工業務的帶動, 第三代半導體材料的市場規模也將進一步擴大.
