德國/駐德國台北代表處法蘭克福辦事處經濟組

（摘譯自德國商報、時代週報等報導）

第三代半導體材料碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）因具有能源效率高、低能耗、耐高壓、耐高溫等優點，隨著5G及電動車時代的來臨，其重要性日益提高。
 
一、查第三代半導體材料以碳化矽及氮化鎵為主：
（一）因碳化矽及氮化鎵相較於一般的矽與砷化鎵（俗稱為第一及二代半導體）的能隙（Energy gap）來的寬，因此在處理高電壓、高頻訊號的轉換或在高溫的情況下，較不易從絕緣變成導電，係屬穩定性高，能源轉換效率好的材質。
（二）其耐高電壓、高溫等優點使晶片面積可大幅縮小，簡化周邊電路設計且可減少冷卻系統的體積。
 
二、碳化矽及氮化鎵在應用領域上略有不同：
（一）氮化鎵主要應用在電壓900V以下的範圍，如基地台、充電器或5G通訊效果等高頻產品。
（二）碳化矽則可應用在電壓高於1,200V的領域，如電動車及相關充電基礎設施、太陽能及離岸風力等能源發電設備。
 
三、另根據法國科技產業顧問公司（System Plus Consulting）表示，以碳化矽製造晶圓的優點多，惟仍需克服許多技術(目前仍以6吋為主)和成本過高的問題。因碳化矽長晶的速度較傳統矽來的慢，查傳統矽材料僅需3-4天即可製造200-300公分的晶棒，而碳化矽經7天的時間才能長晶2-5公分的高度，另因碳化矽材質較硬且脆，切割、研磨拋光難度高，因此較難生產。另查目前有關碳化矽基板的製造技術及材料皆由美日廠商掌握，如全球碳化矽龍頭Wolfspeed、美國II-VI及日本羅姆半導體(ROHM)。

四、全球各大晶片及汽車零組件製造商皆已意識碳化矽之重要性：
（一）德國半導體業者英飛凌(Infineon)表示，英飛凌的碳化矽晶片已於2001年上市，截至目前為止營業額不大，惟隨著技術進步和市場需求的增加，預計到2025年其碳化矽晶片營業額將成長五倍達10億美元。
 （二）博世(Bosch)於巴登符騰堡邦(首府斯圖加特)的Reutlingen廠採用碳化矽生產晶片，並計劃到2023年投資1億美元擴廠。另以博世為首，歐洲總計有34家企業和研究機構共同成立碳化矽聯盟，參與的德國業者包括德國半導體設備製造商Aixtron、研究單位Fraunhofer Institut及德東Chemnitz工業大學等。另據博世表示此一聯盟旨在讓歐洲能在以碳化矽為基礎的新技術方面處於領先地位，並選擇以電動汽車、可再生能源以及農業等為主要應用領域。
（三）德國汽車零組件供應商ZF則與美國碳化矽製造商Wolfspeed結盟，透過碳化矽材料將其產品效率提高5%到7%，進行研發縮小電池尺寸、增加續航里程以及更輕便的車輛零組件。
 （四）美國電控系統供應商Borg Warner於2020年10月與英國汽車零配件商Delphi（第一家量產800 V碳化矽逆變器的企業)購併後，已確保了其在碳化矽汽車零組件的發展，並接獲德國汽車業者的訂單，將提供800V碳化矽電力電子設備，可讓電動汽車更快速完成充電。
 
註：美國碳化矽大廠Wolfspeed正在美國紐約州新建工廠以擴大產能30倍，預計2022年春天啟動，到2024年將提升產量達三倍，並已計畫興建下一個工廠，地點可能設於歐洲。英飛凌曾於2016年計劃以8.5億美元收購全球市佔達60%的美國業者Cree，惟美國政府以國家安全為由否決此案；如今Cree更名為Wolfspeed，市值已超過100億美元。