中國臺灣發力碳化硅：目標2025年實現8英寸晶圓及設備自給自足

化合物半導體是半導體未來發展趨勢，5G、人工智能（AI）的芯片均有相關應用。近年來，中國臺灣扶植多項化合物半導體計劃，其中在設備方面，希望2025年之前達成兩大目標：一是8吋碳化硅（SiC）長晶及磊晶設備自主、8吋SiC晶圓制程關鍵設備與材料源自主；二是以策略聯盟的方式合資設立化合物半導體公司，以求在該領域占有一席之地。

半導體為所有ICT系統應用的核心，不過臺灣在化合物半導體產業發展的問題，主要為SiC晶圓皆為海外大廠掌控，因此經濟部鎖定6吋、8吋SiC晶圓長晶爐、氮化鎵（GaN）金屬氧化物化學氣相沉積（MOCVD）等關鍵缺口設備，另建立SiC晶圓國產供應能力，避免產業發展受國外晶圓供應的牽制。

根據臺灣機構的分析，GaN同時具備了高頻與高功率之優秀特性，在較低頻之厘米波高功率（基地站）市場上已逐漸取代傳統之LDMOSFET，在高頻毫米波（mmWave）應用上可取代砷化鎵（GaAs） 。市場趨勢預測矽基氮化鎵（GaN-on-Si）具備巨大之市場潛力，保守估計2030年前，GaN-on-Si市場可望超越碳化矽硅基氮化鎵（GaN-on-SiC），關鍵在于大尺寸制程技術之成熟度。

全球化合物半導體的產值有超過5成是由臺灣廠商所創造。不過，臺灣在GaN、SiC半導體材料起步較晚。市場上的GaN功率元件以GaN-on-Si和GaN-on-SiC這2種晶圓進行制造，技術主要掌握在國際少數廠商手上，例如美國Wolfspeed及日本的羅姆（ROHM）。

相對于GaAs，GaN、SiC材料有更好的散熱性能，可應用在基地臺、電動車（EV）、低軌衛星、能源、充電站與軌道運輸。國際半導體技術藍圖（ITRS） 提到，應用導向的超越莫爾定律（More than Moore）技術，要提升芯片效能、功能性與價值，化合物半導體將在此扮演非常關鍵的角色。

中國臺灣多家晶圓代工業者早已切入化合物半導體的制造，2023年政府委托法人執行中的大型化合物研發計劃也超過13件。其中以工研院執行的計劃案數量最多、金額也最高，其中1項就是要發展化合物半導體材料自主技術，建構材料在地供應鏈，打造高值化的生態系。

至于目前科會則有「次世代化合物半導體前瞻研發計劃」，主要專注于GaN、磷化銦（InP）于超高速的元件技術開發；和GaN、SiC、氧化鎵（Ga2O3）及鉆石等寬能隙材料的研究，并開發GaN及SiC等寬能隙元件，達成高操作電壓及低導通電阻，以取代Si功率元件。

科會列出的計劃目標包含：關鍵制程開發，例如高溫離子布值、寬能隙材料蝕刻、低電阻歐姆接觸等；創新場平板、super junction及edge termination的設計制作達到優化電場分布；開發高壓化合物半導體大尺寸基板及磊晶技術、元件封裝及熱效應優化、培養相關元件設計與模型建立能力；可靠度評估分析及元件特性模型化。

研院的中國臺灣半導體研究中心（TSRI）目前也開發次太赫茲（sub THz）單芯片毫米波IC的制程技術，探索磊晶、T型閘極晶體管、高散熱封裝及電路驗證等各個面向可能的技術走向。