研調機構看好再生能源、新能源車等需求推升第三類半導體飛速成長

【財訊快報／記者張家瑋報導】第一類矽基半導體遇到產業逆風，庫存調整、需求疲弱，唯獨第三類半導體需求仍相當殷切。TrendForce半導體產業分析師曾冠瑋表示，第三類半導體逐漸朝向8吋晶圓發展，整體市場將穩健擴張，尤其在汽車電動化與智能化趨勢帶動，化合物功率元件將大規模搭載於汽車應用，此外，第三類半導體各項領域應用中，能源設施占比約僅10%，未來還有很大成長空間，是各家廠商除了新能源車以外，最看好發展領域。 他表示，目前第三類半導體發展以碳化矽市場規模最大，不過，碳化矽成本仍相當昂貴，以6吋碳化矽功率元件來看，約有49%成本是基板、磊晶則占成本約23%、晶片製程約20%、封測約8%。目前業界努力降低成本，所用方式包括：創新晶體生長方式、高效率基板加工技術及8吋擴產。

以碳化矽導電型基板為例，目前4吋基板價格穩定，約在450至500美元之間，6吋價格約在750美元上下，8吋價格則高達1800美元，未來還須等廠商設備攤提後，價格才有機會進一步下降，短期來看，8吋成本過高、性價比仍低。而在各尺寸市場占比，6吋仍是目前市場主流，2023年占比約八成，4吋則在20%以下，8吋仍為個位數占比，不過，隨著8吋產能陸續開出，預期4吋在未來將逐漸淡出市場，預期2026年8吋市占率將達到15%、6吋市占率仍維持八成水準，4吋則降至個位數。

而碳化矽功率元件在市場表現與新能源車息息相關，受惠電動車大廠特斯拉率先將碳化矽功率元件導入M3車系逆電器，大幅提高電動車性能，使得各大車廠陸續跟進，目前各大車廠電動車陸續從400V朝向800V邁進，大大降低充電時間及提高行駛續航力，這其中碳化矽功率元件使用至關重要，預期2026年整體碳化矽車用市場約有82%集中於逆變器中。

目前碳化矽功率元件於汽車應用約佔70%，TrendForce預估2023年整體市場規模達22.87億美元，至2026年市場規模快速成長達53.4億美元，年複合成長高達35%。

氮化鎵主要用於功率元件、RF元件及光電元件，功率元件以矽基、藍寶石及氮化鎵基板為主，其中以矽基為主流，台積電為全球最大氮化鎵晶圓代工廠，與納微、GaNsystems均有合作，而世界先進也與EPC合作；RF元件以碳化矽、矽基及鑽石基基板為主，其中碳化矽基為主流。台積電( 2330 )、世界先進( 5347 )在8吋GaN on Si已具備代工製造能力，未來幾年會擴大對客戶生產。

由於氮化鎵有不同磊晶形式及應用，目前氮化鎵功率元件約有70%用於消費性電子，另外約有20%用於通訊或基地台，及資料中心及再生能源、汽車等，其中已有不少電信商及電源廠尋找氮化鎵廠商合作，以解決伺服器運作約20%能源損耗。

另外，氮化鎵於再生能源應用前景看好，太陽能逆變器採用氮化鎵後可增強轉換效率及縮小約30%逆變器體積。新能源車則停留在OBC、DC-DC應用上，未來將逐漸切入逆變器應用。TrendForce預期2023年氮化鎵市場規模達5.57億美元，至2026年進一步達到17.68億美元，年複合成長高達57%。

日前特斯拉宣布未來將減少75%碳化矽用量、震驚業界，曾冠瑋表示，原本特斯拉逆變器採用48顆碳化矽MOSFET，未來可能會有三種作法，第一SiC SBD+Si IGBT、第二SiC MOSFET+Si IGBT、第三仍採整車SiC MOSFET但減少顆數至24顆或12顆，電壓由650V改為750V甚至以上，其第三可行性最高。