5G将于2020年迈入商用，随着汽车走向智能化、联网化与电动化的趋势，将带动第三代半导体材料碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）的发展。根据Trend Force旗下拓墣产业研究院估计，2018年全球SiC基板产值将达1.8亿美元，而GaN基板产值仅约300万美元。
拓墣产业研究院指出，相较目前主流的硅晶圆（Si），第三代半导体材料SiC及GaN除了耐高压的特色外，也具备耐高温与适合在高频操作下的优势，不仅可使芯片面积大幅减少，并能简化周边电路的设计，达到减少模组、系统周边的零组件及冷却系统的体积。除此以外，因第三代半导体的低导通电阻及低切换损失的特性，也能大幅降低车辆运转时的能源转换损失，二者对于电动车续航力的提升有相当的帮助。因此，SiC及GaN功率元件的技术与市场发展，与电动车的发展密不可分。
然而，SiC材料仍处于验证与导入阶段，在现阶段车用领域主要应用于赛车上，因此，全球现阶段的车用功率元件，采用SiC的解决方案的面积不到千分之一。另一方面，目前市场上的GaN功率元件则以GaN-on-SiC及GaN-on-Si两种晶圆进行制造，其中GaN-on-SiC在散热性能上最具优势，非常适合应用在高温、高频的操作环境，因此以5G基地台的应用可能性最大，预期SiC基板未来5年在通过车厂验证与2020年5G商用的带动下，将进入高速成长期。
尽管GaN基板在面积扩大的过程中，成本居高不下，造成GaN基板的产值目前仍小于SiC基板。但GaN能在高频操作的优势，仍是各大科技厂商瞩目的焦点。除了高规格产品使用GaN-on-SiC的技术外，GaN-on-Si通过其成本优势，成为目前GaN功率元件的市场主流，在车用、智能手机所需的电源管理芯片及充电系统的应用最具成长性。
拓墣产业研究院指出，观察供应链的发展，由于5G及汽车科技正处于产业成长趋势的重心，供应链已发展出晶圆代工模式，提供客户SiC及GaN的代工业务服务，改变过去仅由Cree、Infineon、Qorvo等整合元件大厂供应的状况。随着代工业务的带动，第三代半导体材料的市场规模也将进一步扩大。
看好SiC晶圆需求增长 相关厂商极力稳住SiC基板供应源
前不久Infineon与Cree达成SiC晶圆的策略性长期供应协议，Infineon借此得以扩大SiC产品之供应，以应对光伏变频器及电动车等高成长市场需求；而Infineon已将所有SiC产品转换至6英寸制造产线生产，因此与Cree的协议仅涵盖此类晶圆尺寸。
对Cree而言，此项协议证明Cree生产的SiC晶圆技术质量，以及扩充产能能力，上述两点均有利于加速市场采用SiC解决方案。
近几年SiC相关供应链厂商开始陆续释出6英寸SiC的消息不胜枚举，先是昭和电工(Showa Denko)宣布增产6英寸SiC Epi产能并加码投资，其次为Infineon将所有SiC制造产线转换6英寸SiC晶圆。
另外，XFAB位于德州月产能30,000片的硅晶圆厂将导入6英寸SiC晶圆。
近年6英寸与4英寸SiC晶圆价格比开始低于面积比，意味者客户采用6英寸SiC制造将比4英寸SiC更划算，如今业者积极扩产6英寸SiC，不仅随着量大价跌趋势，加上良率的持续进步，SiC元件制造成本将持续下降，有助于吸引客户采用。
从厂商积极扩产6英寸SiC产能动作不难看出，厂商对SiC前景相当看好，然SiC元件良率受到SiC基板缺陷影响甚大，这也是SiC元件成本居高不下最主要原因。
因此确保拥有高质量SiC基板的稳定供应，是巩固业者自身在SiC市场竞争力最重要一环，因此不难理解为何主流IDM厂会采取并购SiC基板厂商的动作或是与SiC基板厂商签订长期供应协议。
参考资料：
TechNews 2018-03-26
全球半导体观察 2018-03-23
推荐阅读
关注公众号芯华舍 ，后台回复关键词看更多内容
回复照明技术 ，看半导体照明技术全集
回复薄膜材料 ，看半导体薄膜材料全集
回复先进半导体，看先进半导体器件全集
回复氮化镓，看氮化物半导体：材料和器件全集
回复伯克利 ，看伯克利大学半导体工艺系列全集
回复射频器件 ，看应用于高功率和高速RF的半导体电子器件全集
戳下面的原文阅读，更有料！