隨著生成式AI與電動車市場快速發展，加上全球節能減碳需求提升，碳化矽(SiC)應用在2025年迎接重要轉折。預期人工智慧(AI)資料中心將導入碳化矽以提升能源效率，加上電動車市場需求持續成長、儲能系統與再生能源的應用擴大，帶動碳化矽在兩大應用市場齊頭並進。面對全球供應鏈重組與技術升級的挑戰，台灣廠商積極布局，預期將在新一波半導體材料革新浪潮中扮演關鍵角色。

車用需求穩健成長

格棋化合物半導體業務總監吳義章博士指出，隨著各國積極投入電動車發展，2025年電動車市場會穩健成長，帶動碳化矽的市場需求。雖然成長速度可能不如2020年初期的爆發性成長，但在歐洲、美國、日本等國家因去全球化效應的積極投入下，產業還是對2025年的電動車市場前景持正面看法，並且電動車可望在2030年成為主流。

格棋化合物半導體業務總監吳義章博士

在功率半導體應用方面，碳化矽功率元件可應用於高階或中/低階的車用領域。高階產品主要用於高階電動車款，中/低階產品則用於一般車款與充電樁。由於車用元件從送樣到正式導入車款，驗證時間需要1~2年，預計2026年將可看到更多車用碳化矽元件導入量產車款。

提升AI資料中心能源效率

資料中心在AI運算需要大量算力並且高度耗電的發展下，更加重視能源管理效率。相較於傳統的矽材料，採用碳化矽可提升1~3% 的能源使用效率，進而減少10~30%的能源耗損，大幅降低散熱需求。碳化矽的導熱性高於矽材料三到四倍，因此若是用碳化矽取代散熱模組中的矽，能夠大幅減少模組的複雜性與材料用量，同時減少40~60%的體積與重量，提升資料中心的空間利用效率。

此外，碳化矽元件的高導熱特性也能改善終端設備，如電腦、手機的過熱問題。過熱往往是造成設備當機或運算效能下降的主因，透過更有效的散熱設計，可以提升設備的穩定性與效能表現。

碳化矽長晶缺陷控制不易

碳化矽元件在車用與資料中心等應用都具有強大的優勢，但是碳化矽的長晶技術需要克服多重挑戰，才能提高整體的良率。吳義章說明，台灣擅長的矽是控制單一材料的晶格排列，長晶過程穩定。但是碳化矽是兩個元素共同進行晶格排列，因此長晶過程中會產生肉眼不可見的缺陷，而且缺陷無法完全消除。因此碳化矽的長晶，只能盡可能降低缺陷密度並控制缺陷，分析哪些缺陷不會影響目標應用，來確保應用的穩定性。

現階段碳化矽的長晶缺陷密度已大幅降低，從每平方公分數萬到十萬個缺陷，下降到數千個缺陷，因此可以滿足5G、航太、電動車的需求，資料中心應用則是格棋與客戶正在回饋與驗證階段。

除了缺陷控制，碳化矽晶體的熱應力分布均勻與否，也影響晶棒後續的加工流程。由於長晶會在2,300度左右的高溫下進行，因此需要調控長晶爐的溫度， 控制溫度梯度在理想的範圍，藉此確保晶體的熱應力分布均勻。若是晶體的熱應力分布不均，在後續的切割、研磨與拋光等加工流程中破裂，影響下游加工的穩定性與良率。

台廠布局應加緊腳步

碳化矽技術的市場需求與技術進展並進，台廠需要從中找尋商機。綜觀全球碳化矽市場，台灣半導體產業擁有完整供應鏈，反應速度快，且具備地理位置優勢，能快速服務亞太地區客戶。

雖然在碳化矽發展上相對歐美起步較晚，車用功率元件的供應也都由國際大廠領先，但台灣廠商具備生產高品質碳化矽基板的能力。目前車用晶片市場雖仍以歐美大廠為主，但台廠憑藉在傳統車用晶片累積的經驗與信任度，加上半導體產業熟悉的專業分工模式，以Total Solution服務客戶，仍有機會在全球的碳化矽供應鏈中占有一席之地。

例如格棋從主力推動車用SiC功率元件開始拓展市場，並在2024年第四季投入AI資料中心能源應用。另外格棋與三菱材料合作，積極拓展日本市場，預期2025年下半年將發布新的合作成果。在歐洲市場方面，格棋已建立當地的業務團隊，透過歐洲市場進軍北美。

由於未來八吋碳化矽晶圓將成為市場主流，因此格棋在產能規畫方面，除了目前的100台六吋的碳化矽長晶爐，八吋碳化矽長晶爐將在2025年增加到200台。後續擴產將視客戶需求，靈活調整六吋或八吋的碳化矽產能(圖1)。

圖1　格棋五年發展藍圖

針對碳化矽市場的長期發展，吳義章認為碳化矽將在電動車、AI資料中心與儲能系統等應用市場蓬勃發展，長晶與加工技術的進步，也能降低碳化矽的成本，帶動應用市場普及。若要把握碳化矽商機，台廠可以憑藉完整的產業鏈優勢，積極布局全球市場。面對全球供應鏈重組與技術升級的挑戰，產業將持續提升技術能力與產能規模，為下一階段的成長做好準備。