受到 5G 通信、电动车、可再生能源和工业自动化拉动，以碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 为首的二元 III-V 族＂宽能隙＂(Wide Band Gap, WBG) 化合物半导体，终于从萌芽加速迎向成长期。整体而言，氮化镓在＂高功率 RF＂具明显优势，是 5G 基站的必备材料，功率应用以中低压表现较佳；碳化硅在耐高压 (＞600V) 表现较优，大功率是最佳发挥舞台，广泛应用于车用电子和电力设备等。
就碳化硅供应链角度来看，目前全球产量以美国为大宗，约持有 70～80% 市场，以并购仙童半导体 (Fairchild) 的安森美 (On) 最为知名，联合碳化硅 (UnitedSiC) 则是实力坚强的新秀；欧洲在单晶衬底、外延、器件等制造环节拥有较完整的产业链，以意法半导体 (ST)、英飞凌 (Infineon) 为领头羊；日本则在设备、器件方面领先，罗姆半导体 (ROHM) 堪为代表。
至于氮化镓，安森美早于 2016 年与 Transphorm 公司联袂发展 GaN 电源系统方案；宜普电源转换公司 (EPC) 是首家推出＂增强型氮化镓场效应晶体管＂(eGaN FET) 的供货商。身为功率离散组件及模块最大供货商的英飞凌，亦在 2018 年宣布量产 CoolGaN 600V 增强型高电子移动率晶体晶体管 (HEMT) 和氮化镓柵极驱动 IC EiceDRIVER；ST 则是射频 (RF) 硅基氮化镓 (GaN-on-Si) 的先进者。
＂衬底材料＂是氮化镓应用的最大关键，分为：碳化硅基氮化镓 (GaN-on-SiC) 和 GaN-on-Si 两种。虽然 GaN-on-SiC 在导热性、可应用功率、可靠性、良率取胜，未来五年极可能继续主导 GaN RF 产业，与 GaN-on-Diamond (钻石) 皆强调性能发挥；但 GaN-on-Si 因可利用硅工艺的规模经济降低成本，仍有高达五成的成长率！且可能呈现大者恒大的局面。
值得留意的是，第三代半导体已被中国＂十四五计划＂点名列入重点扶植对象，在倾国家力量发展下，化合物半导体或将成为科技战新目标；事实上，通过收购欧洲公司化合物半导体部门，中国已取得一定的制造技术。对于近来的国际贸易摩擦效应，安森美预期纵使短期内会限制中国国内宽能隙半导体的设备引进、产能扩充和原材料供应，但长期将刺激宽能隙功率器件材料和设备领域大量投资。
EPC 表示迄今未见直接影响，但中国政府的大力投入或将引发新一轮竞争。UnitedSiC 则强调在过去几年间，已在衬底、外延 (epitaxial) 晶圆供应及封装资源方面有完整的因应措施，可对所有新一代的组件质量把关，并将原料多元化纳入制造工艺环节。想知道更多关于 SiC 和 GaN 的现在与未来、技术与挑战？半导体先进大厂的供需预期、产品特色及应对策略又是如何？尽在本期【专题报道】。
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