??隨著資訊化時(shí)代的來臨，不斷加深影響現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展及演進(jìn)，讓生活更為便捷。其中，從物聯(lián)網(wǎng)、自駕車、機(jī)器人、人工智慧、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域，到未來在高頻通訊、能源管理、高速運(yùn)算等方面的實(shí)現(xiàn)，甚至是利用更多電子資訊的革新技術(shù)，來開發(fā)各種服務(wù)人類的功能，都離不開半導(dǎo)體的應(yīng)用與結(jié)合。因此，半導(dǎo)體技術(shù)的突破成長(zhǎng)，將是未來科技發(fā)展的關(guān)鍵。
根據(jù)工研院IEK Consulting估計(jì)，2025年全球半導(dǎo)體元件的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1,200億美元，主要應(yīng)用項(xiàng)目如光學(xué)元件、行動(dòng)通訊、基地臺(tái)、伺服器用的CPU和GPU等。更值得關(guān)注的是，為因應(yīng)未來持續(xù)開發(fā)或改善的電子產(chǎn)品，需要更好的半導(dǎo)體元件來滿足其需求，其中半導(dǎo)體元件中所采用的新興材料，更是提升元件及產(chǎn)品性能的核心要素。
目前主流半導(dǎo)體材料仍為以硅（Si）為基材的硅基半導(dǎo)體，面對(duì)電路微型化的趨勢(shì)，其不論是在制程或功能的匹配性上已屆臨極限，愈來愈難符合芯片尺寸縮減、電路功能復(fù)雜、散熱效率高等多元的性能要求；加上未來更多高頻率、高功率等相關(guān)電子應(yīng)用，以及需要更省電、更低運(yùn)行成本、并能整合更多功能性的半導(dǎo)體元件。硅基半導(dǎo)體受限于硅的物理性質(zhì)，而有不易突破的瓶頸。因此，目前歐、美、日等許多半導(dǎo)體廠都競(jìng)相投入開發(fā)化合物半導(dǎo)體（Compound Semiconductor）的材料、制程及應(yīng)用，著眼于透過性能更優(yōu)異的新材料，解決原先硅基半導(dǎo)體在高頻、高功率等使用上不及的問題。
當(dāng)前功率半導(dǎo)體的潛力材料，如氮化鎵（GaN）與碳化硅（SiC），這類屬于能隙（Energy band gap）高于3.0的「寬能隙」材料，不僅耐電場(chǎng)的能力較好，應(yīng)用于高壓元件時(shí)不易被電場(chǎng)擊潰，且導(dǎo)電性及散熱性佳，可降低能量耗損，并在介電常數(shù)較低之下，還可減少寄生電容，降低訊號(hào)延遲與耗電。因此，這些寬能隙的半導(dǎo)體材料更適合應(yīng)用在功率元件（Power Device）上，利用其更高效率、高傳導(dǎo)且耐熱等優(yōu)點(diǎn)，滿足民生、工業(yè)、交通等方面的應(yīng)用需求，克服更嚴(yán)苛的使用環(huán)境。根據(jù)市調(diào)與策略顧問公司Yole Developpement的研究顯示，功率元件的全球產(chǎn)值將自2017年的104億美元，成長(zhǎng)至2023年的132億美元，包括電動(dòng)車、工業(yè)、消費(fèi)性電子、運(yùn)算及儲(chǔ)存等，都是主要的應(yīng)用方向，也顯現(xiàn)不僅功率元件的市場(chǎng)將持續(xù)上升，寬能隙材料的需求也會(huì)連帶增加。
寬能隙材料在性能上具備更多優(yōu)勢(shì)，相對(duì)也會(huì)影響半導(dǎo)體晶圓市場(chǎng)的發(fā)展。日本市調(diào)研究機(jī)構(gòu)富士總研預(yù)估，2025年全球半導(dǎo)體晶圓產(chǎn)值將可突破174億美元；其中采用氮化鎵、碳化硅與氧化鎵（Ga2O3）等三種材料的寬能隙晶圓，估計(jì)自2017至2025年間將分別以年復(fù)合成長(zhǎng)率約21％至77％不等的速度成長(zhǎng)，部分原有的硅晶圓應(yīng)用有機(jī)會(huì)被取代。如90奈米以上的硅晶圓，現(xiàn)由6吋及8吋廠供應(yīng)，提供物聯(lián)網(wǎng)、車用、射頻、及較高功率元件的應(yīng)用，是寬能隙半導(dǎo)體晶圓有機(jī)會(huì)切入的利基市場(chǎng)。
以6至8吋晶圓為寬能隙半導(dǎo)體的目標(biāo)市場(chǎng)，是因目前寬能隙材料的供應(yīng)和制程使用僅在6吋晶圓以下（含6吋）較為穩(wěn)定，也是國際半導(dǎo)體廠投入的階段。加上化合物半導(dǎo)體實(shí)際的發(fā)展應(yīng)用，除了電路設(shè)計(jì)有別于硅基半導(dǎo)體，仍需要更多研究測(cè)試與驗(yàn)證，同時(shí)在制程上能因應(yīng)寬能隙材料的設(shè)備供應(yīng)及制造方法也有待加強(qiáng)，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員及經(jīng)驗(yàn)不足，均導(dǎo)致生產(chǎn)良率不高等問題，因此現(xiàn)今寬能隙半導(dǎo)體的生產(chǎn)成本相當(dāng)高，以相同6吋晶圓相比較，初期的價(jià)格可比硅晶圓高出近百倍。因此，目前尚待開發(fā)的8吋寬能隙半導(dǎo)體晶圓，這是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來機(jī)會(huì)。
版權(quán)與免責(zé)聲明：
（1） 凡本網(wǎng)注明"來源：顆粒在線"的所有作品，版權(quán)均屬于顆粒在線，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已獲本網(wǎng)授權(quán)的作品，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明"來源：顆粒在線"。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
（2）本網(wǎng)凡注明"來源：xxx（非顆粒在線）"的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，且不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)下載使用，必須保留本網(wǎng)注明的"稿件來源"，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
（3）如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
1968
2019-11-26
