台股最近很熱的大家都在講，台積電外資喊到1000元了！晶片缺貨漲價啦！但現在最夯的投資，大家在說：現在得碳化矽 (SiC) 基板者將得天下，現在要看第三代半導體！這個材料讓各大集團都甘心砸錢研發，就是因為這個和電動車、5G緊密相連，因為這材料的特性:散熱性佳，又能提高電動車續航力，你看看是不是未來五到十年的大商機啊！

重點來了，那到底什麼是第三代半導體呢?半導體的製程和材料相當複雜，不過在這邊綜合各方研究機構和分析師法人的看法，用白話文和大家分享一下，不同世代的半導體有不同的功能和應用，最大的差別並不是製程的推進，而是在<材料>！

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第一代 矽、鍺 CPU處理器 消費IC

第二代 砷化鎵、磷化銦 手機關鍵晶片
(進入化合物材料)

第三代 氮化鎵、碳化矽 5G 電動車 衛星通訊
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看到這裡應該有點概念了解不同世代半導體有不一樣的應用，不過你可能和我有一樣的問題，

Q1那第一第二代半導體材料會被取代嗎?
A:不會。就像台積電和聯電，一個是先進製程、一個成熟製程，市場都有需求，只是先進技術因為研發難度高所以市場滲透率低，成長的空間比較大。
Q2第三代半導體的特性具體來說是？
A:耐高電壓、高電流，高傳輸效率，第三代半導體碳化矽的特性在於寬能隙（Band Gap）比現有Si（矽）的能隙寬度寬三倍以上，可承受10倍以上的電壓，SiC的低損耗、高功率特性適用在高電壓與大電流的應用場域，在淺顯一點說，我們以後的電動車、綠能、5G基站、雷達及快充都必須要它，所以最主要的三個應用:
1. 利用氮化鎵材料製作5G、高頻通訊的材料
2. 利用氮化鎵製作電源轉換器
3. 碳化矽（SiC）材料的供電晶片

那對應到台股相關個股又有哪些呢？
參考 陳唯泰-跟著我擇機入市 圖表
哪些集團布局了呢？台積電集團研發最早，自己花錢，由最基礎堆疊不同材料的磊晶技術開始研究；而中美晶集團則是結盟最多中下游做整合，旗下環球晶(6488)第三代半導體基板技術也逐漸成形。有機會結合下游相關公司，如：宏捷科、強茂、朋程、台半、茂矽等公司，至於漢民集團，可以說是這塊的最早開始布局化合物半導體的公司，從最早期車用化合物半導體晶片設計（瀚薪）、基板和磊晶技術（嘉晶），到代工製造（漢磊），自己有相當完整的研發體系。

第三代半導體可以當作長期關注而且研究的族群，應用廣族群也大，投資朋友不妨可以研究看看囉~

參考資料 陳唯泰-跟著我擇機入市 財訊 Anue鉅亨網財經新聞 經濟日報陳奕光專欄

👨‍🏫 難得沒被炒的公司
這間公司是老朋友了，雖然是半導體 IC 設計公司，但過去兩年價格都沒什麼起伏的慢慢漲，相當的低調，起初的價格為 65 元，期間最高漲到 92 元，2 年來也配發了約 5~6% 的股利，累積報酬 41%，雖說沒什麼人關注，但業績也是穩定的向上。
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🧐 茂達 (6138)是怎麼樣的公司?
台灣類比 IC 設計績優生，成立於 1997 年，為台灣第一家掛牌的 Power IC 設計公司，資本額僅 7.3 億元，員工人數 280 人，但 股東權益報酬率 (ROE) 有 20%，賺錢效率極佳，是一間小型的 IC 設計績優公司。
公司於 2000 年啟動轉型，為了滿足高端市場需求，跨入大 數位/混合 IC 設計市場，成為類比 IC 供應商，提供更完整的Mix-signal Power IC 解決方案。
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小百科 : 什麼是 類比 IC ?
IC 種類可分為 數位 IC 與 類比 IC，數位 IC 負責處理數位資訊，以 0、1 非連續性方式傳送訊息，主要負責數位資料的計算、交換、儲存等任務。
類比 IC 則負責處理 連續性 類比訊號，如光、熱、速度、壓力、溫度、聲音等，扮演現實與數位電子系統的溝通媒介，因能耐高壓、耐大電流，所以主要運用在電源供應器、數位類比轉換器等。
在 IC 設計產業中，類比IC比重雖不大，但強調製程、電路設計、半導體物理特性的整合能力是以經驗取勝之產品，因此具有進入障礙，因為轉換供應商成本較高、產品生命週期稍長的特性，較無產品快速殺價的壓力。
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🧐主要產品 : 電腦&電競周邊
可分為三大宗 :
1) 功率金氧半電晶體(MOSFET) 46.5%
這 46.5% 主要來至子公司大中(TW- 6435)，是針對筆電市場推出的新轉換器，取代傳統電源管理晶片，可提升效能及降低功耗。如果不知道就看下面這個影片。
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2) 影音及驅動 IC 25%
驅動 IC 主要應用在筆記型電腦，負責送出馬達風扇控制訊號，只要是有風扇的電子產品 (GPU、CPU、電競及伺服器)，都會有它的影子，這部份全球市占率約 50%。另外還有像耳機裏頭的 IC 與 挖礦機風扇馬達 IC 都屬於這部分營收。
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3) 電源轉換及管理IC 28.01%
電源切換與管理類型的 IC，主要功能就是用於延長電池使用時間，穩定電壓及降低消耗功率，應用於數位信號處理器、可攜式及桌上型電腦、主機板、NB、TV、手機等。
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終端應用
應用領域含括所有 IT 終端產品，包括:
筆記電腦、主機板、智慧手機、
平板電腦、液晶電視、機上盒、
路由器、5G基地台應用、電源供應器、
致冷風扇，以及家電與車用等。
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營收佔比方面
NB(筆電) 佔 15~20%
MB(主機板) 佔15~20%
VGA 顯卡佔 5~10%
Fan(風扇) 佔 35~40%
顯示裝置 (螢幕) 約佔 5~10%
其他類(行動裝置、通訊等)約佔5~10%。
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說真的，半導體產業可以說是21世紀最重要的產業之一。
我們在生活中處處都能見到內含半導體的商品，比如，高鐵、網路、電腦，以及你我人手一支的手機等，都需要半導體。
而且，在半導體產業方面，台灣半導體業產值，在2019年時產值已達2.7兆台幣，居全球第二名，占台灣GDP約15％，是台灣不可或缺的經濟成長關鍵。

總之，不管你是不是業內人士，或是否要投資，既然生長在半導體大國的台灣，只認識護國神山台積電就太可惜了，你還該認識一下，這個改變人類生活的半導體產業。

但有關半導體產業的內容實在太多，若把全部內容擠在一篇文章，擔心大家會無法消化，以及關於半導體的導電特性是跟許多物理、化學性質有關，我想，不是本科系的人應該難以理解。
因此，這次就先來簡單科普一下甚麼是「半導體」，以及「半導體材料」，我會用白話的方式，讓大家對半導體材料，以及相關廠商大致上有個概念。

首先，甚麼是半導體?

用白話來說，你每天都會用手機或電腦打開Line、臉書等程式做各種事情，而這些電子產品為了瞬間應對你做出的每個動作，就要靠電子產品中積體電路的「電控開關」來達成邏輯運算。
所謂的「電控開關」顧名思義，就是以電流來控制開關，而人類為了操控電流是否流通，就需要導電或絕緣可以由外頭施加電壓來操控的物質，也就是介於導體和絕緣體之間的半導體。

半導體產業發展至今，我們可以將半導體材料分為三個世代。

第一代半導體是「元素半導體」，例如，鍺(Ge)和大家耳熟能詳的矽(Si)，而所謂的矽其實就是沙子，在地球上隨處可見，是地殼中含量第二多的礦物，代表著矽幾乎是取之不盡用之不竭，這也代表著矽是成本較低廉的材料，且因矽基半導體的技術較成熟，矽被廣泛應用於各種積體電路和器件之中，例如，我們常聽到的CPU、記憶體等。
全球約90%的半導體器件都是用矽當基底材料，目前還沒有其他半導體材料可以撼動矽在市場上的地位。

大致認識矽之後，接著帶大家來認識一下矽的最大用途，也就是「矽晶圓」的製造流程。
（請見下圖）

半導體產業要製造產品，載體必定離不開晶圓(Wafer)，而傳統半導體產業，若想製造出品質高又穩定的好產品，就要用「直拉法」製造出原子排列整齊的「單晶結構」晶圓當基底才行，因為單晶結構相比起多晶結構更加穩定，且更重要的是，導電性也更好。

而所謂的「直拉法」，就是目前大多晶圓廠用來把多晶結構的材料，製造成單晶結構晶棒的技術。
以矽來舉例，先將沙子(二氧化矽)還原成矽，並提純成99.999999999%純度的多晶矽後，將多晶矽溶解成液態，再將一根單晶矽棒當做「晶種」深入其中，一邊旋轉一邊向上拉起，就可以讓原本原子排列較雜亂的多晶結構，轉變為排列整齊、穩定可靠的單晶結構，進而製造出一根「單晶矽晶棒」。

當日本信越、嘉晶，以及近期併購世創電子，成為全球第二大晶圓廠的環球晶等晶圓廠商，用「直拉法」技術生產一根「單晶晶棒」後，就會用鑽石切割刀，從「晶棒」切割出晶圓，並透過打磨、拋光，製成拋光晶圓片(Substrate)，接著，晶圓廠就可把晶圓片出貨至台積電、三星、英特爾等積體電路(IC)製造廠商加工，這就是晶圓製造的簡易流程。

矽晶圓代表公司：日本信越、環球晶(6488)、嘉晶(3016)、合晶(6182)、台勝科(3532)。

關於第二、三代半導體，以及製造晶圓和廠商的完整內容，有興趣的朋友可點擊下方連結，繼續閱讀完整文章。

【限時公開文章】如果晶圓代工是肥肉,半導體材料就是蛋白質?搞懂蛋白質優劣,才能將知識變現?
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