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第三代半導體
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Gan（氮化鎵）和SiC（碳化矽）是兩種寬帶隙電晶體，被稱為第三代半導體。 由於它們具有更好的物理和化學效能、高功率、耐高溫、高崩潰電壓、高電流密度和高頻，可以大大减少晶體面積，簡化週邊電路設計。 第三代半導體的禁帶比傳統半導體材料矽（SI）的禁頻寬得多。 能隙决定了半導體的塌陷電場，也就是它能承受的電壓。 帶隙越寬，資料越能承受高電壓和高電流。 第三代半導體是5g、電動汽車、大功率應用（如快速充電）、雷達等重要的關鍵部件。

第一代半導體材料為矽（SI），矽的帶隙寬度約為1.17eV； 第二代資料是砷化鎵（GaAs），它是當今大多數通信設備的資料； 第三代資料是指帶隙寬度為2.3ev及以上的半導體材料。 SiC的禁帶寬度為3.26eV，Gan的禁帶寬度為3.5eV，囙此它已成為功率或射頻器件的新材料。

SiC和Gan在晶體生長、外延、器件設計和製造方面都面臨著巨大的挑戰，這也是第三代電晶體尚未普及的原因。

SiC由Si和C兩種元素組成。要合成SiC晶體，需要2600攝氏度的高溫，這比矽（Si）單晶的生產溫度高出1000多攝氏度。 SiC單晶的種子需要一塊高品質的晶片。 通過加熱和昇華，Si和C蒸汽附著在SiC晶片上端，SiC晶體柱生長。 碳化矽比矽硬。 後續晶圓的切割、研磨和拋光既耗時又費力。 上部SiC晶片粘附在石墨加熱器上，囙此晶體柱不能生長得很厚很長，囙此晶體柱比Si短得多。

Gan比SiC更複雜。 Gan沒有自己的襯底，必須連接到外部襯底上。 國外最常用的襯底是藍寶石、碳化矽和矽。 藍寶石襯底上外延生長Gan是普通藍色或白色LED的標準工藝； 如果生長在SiC襯底上，則是5g基站PA微波功率放大器的實踐； 如果它生長在矽襯底上，它就是一個功率元件。 然而，Gan外延不容易在Si襯底上成功生長，因為它們的晶格常數相差17%，熱膨脹係數相差大於50%。應用終端繼續朝著高壓大電流的方向發展。 由於矽有其天賜的極限，它還吸引製造商投資於GaN和SiC領域，以抓住新一代半導體元件的商機。

第三代半導體（包括 SiC 基板）產業鏈依序為基板、磊晶、設計、製造、封裝，不論在材料、IC 設計及製造技術上，仍由國際 IDM 廠主導，代工生存空間小，目前台灣供應商主要集中在上游材料（基板、磊晶）與晶圓代工。

從科技角度來看，Si上的Gan和SiC上的Gan有不同的問題需要解决。 除了工藝困難和成本高之外，資料端的襯底和外延科技也很困難，囙此無法大量生產。 在Gan-on-Si工藝中，為了在矽襯底上外延生長Gan，必須克服晶格失配的問題。

對於SiC、SiC襯底上Gan的關鍵資料，其制造技術更為複雜和困難，需要長晶、切割和研磨。 SiC單晶棒的生產比Si單晶棒的生產難度更大，所需時間更長。 Si Long crystal可以在大約3天內生產出200釐米高的水晶棒，但SiC需要7天才能生長出2到5釐米高的水晶球。 此外，碳化矽資料又硬又脆，囙此更難切割和研磨。

現時，SiC基板主要由Cree、II-VI、英飛淩、STM、Rohm、三菱、富士電力等國際製造商主導，主要為6英寸或8英寸晶片； 臺灣的工廠主要是4英寸晶圓，6英寸晶圓科技尚未大規模生產。

此外，大多數碳化矽基板原材料依賴國外進口，但許多國家將碳化矽資料視為戰畧資源。 臺灣工廠獲得碳化矽資料相對困難，原材料價格也較高； 與可用於汽車市場和快速充電的SiC和Gan-on-Si相比，Gan-on-SiC的應用方向還不够明確，囙此需要一段時間才能完全投入開發。

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第三代半導體是甚麼？有甚麼殺手級功用？為甚麼是兵家必爭的市場?