專論

由於運行百年龐大的全球供應鏈，在應對電動車市況變革下，被迫必須跟進調整供應鏈以及生產線效率，整體結構的變化也將牽動供應鏈的商機，特別是電動化、自駕化趨勢有助於帶動車用半導體需求逐步成長，顯然半導體業在全球汽車產業的重要性將明顯增加，且半導體對汽車產業轉型電動車時代將在變革性上扮演重要角色；特別是全球由傳統燃油車轉向電動車的過程，後者對電子應用比率大幅提升，使過去全球汽車產業零組件由美歐日等傳統車廠獨占的地位鬆動，對於以電子零組件的製造立足世界的台灣來說，電動車的崛起等同於為台灣半導體廠開闢創新獲利路徑；因此以下首先將就全球車用半導體商機與發展作一說明，其次就全球車用半導體競合局面進行分析，最後就台灣半導體業者切入車用市場的布局情況進行詳細探討。

壹、全球車用半導體商機與發展概況

1. 2021年國際車用晶片荒對於各國汽車產業出貨量造成增長未如預期的情況，此局面也使得未來車廠對於車用晶片的庫存態度將不再是Just in time

2018~2019年全球車市進入景氣低潮，而新冠病毒肺炎疫情更是衝擊2020年上半年全球汽車產業的銷售，畢竟當時疫情蔓延各國，導致居家上班情況相當普遍，對於汽車的需求相對驟減，此舉則導致2020年第二季車用晶片廠商頻頻向晶圓代工業者進行砍單；不過2020年4月台積電就曾告知車用晶片廠，砍單的動作恐導致未來景氣復甦之際，車用晶片的訂單排程將落於行動通訊、高效能運算、資訊、消費性電子、物聯網等領域之後，但各國際IDM車用半導體廠、車廠並不以為意，反而相當自豪庫存的控管相當得宜。不料爾後2020年第三季全球汽車行業景氣開始呈現緩步復工，第四季復甦腳步加快，況且ADAS先進駕駛輔助系統及車載娛樂服務系統均需要高效能處理器及感測器，推動半導體高階邏輯製程持續成長，並帶動特殊製程CMOS、MEMS、Power IC等需求；但此時車用晶片廠才發現庫存量不足，需開始對晶於代工廠重啟下單動作，但當時晶圓代工業已因其他領域的需求而出現缺貨、漲價風潮，就此則引爆全球車用晶片荒的事件。

由於此波車用晶片荒恐需延至2022年上半年才可望逐步獲得舒緩，目前短缺的重點包括8bit/16bit MCU、功率半導體及元件、PMIC、Driver IC、MEMS、Discrete、東南亞相關車用零組件供應等，因此導致2021年歐美、中國和日本等汽車主要製造基地受到重創，甚至2021年上半年，為了解決車用晶片荒，並鞏固該國車用晶片取得無虞，多國政府從外交關切轉為更積極參與，例如美國、德國、日本、韓國等國還透過官方途徑向晶圓代工重鎮的台灣求援，爾後更演變美國要求全球各大半導體廠提供相關資料；而台積電等大廠也曾表態願意優先協助，原先市場原預計2021年第三季晶片荒可得到緩解，但因汽車配套部件重要產區的東南亞疫情惡化，造成AFS估計2021年全球汽車將減產810.7萬輛，顯然全年市場景氣復甦力道明顯遭到削弱，各國均出現汽車廠減產的窘境。

以日本市場來說，Toyota 2021年多次因為晶片不足與東南亞供應鏈受疫情衝擊而減產，尤其以9月以來最為嚴重，即便2021年11月生產85~90萬輛，是過去以來的11月的最高產量，但12月實際產量80萬輛，仍較先前公司預測100萬輛為少，且與2020年12月的實際產量相差不大，顯然日本汽車市場飽受車用晶片荒之苦。以印度市場而言，MG汽車總裁兼總經理Rajeev Chaba表示，面臨車用晶片短缺，加上變種病毒影響，恐需一年以上整體供應鏈方可回復正常，而受此波及，MG汽車受疫情及晶片短缺使產量下跌約50%，當前所有車種都需等3~6個月才能出貨；Mahindra並在2021年9月減少20~25%汽車部門產量，甚至關閉部分工廠，其汽車部門執行長則表示，目前規劃從美國的晶片經銷商採購，並與客戶合作討論若需提前交貨，則以能接受較低階的產品為條件；顯然印度汽車廠因應車用晶片荒，一方面會經由取消特定型號功能，以減少晶片使用量，如Autocop的汽車製造商過往皆提供兩把遙控鑰匙，惟現僅有提供一把，另一方面則是要求其客戶轉向較低階的型號車款，並使交貨時間較為彈性。

值得一提的是中國市場方面，由於此波全球車用晶片荒，歐美日車用半導體供貨不及，加上中國官方積極支持本土半導體業的發展，以及中國品牌車依照中國的規範，在零組件的採用及更換上相對具有創意及靈活度，使得中系車用半導體廠如中車時代、比亞迪、聞泰等趁此大舉反攻，也讓部分中國的車廠改用中系半導體的產品，畢竟在缺貨的非常時期，要打入中國汽車體系較以往容易，車廠認證的積極度也會較高也具有效率。

 
整體而言，2021年國際車用晶片荒對於各國汽車產業出貨量造成增長未如預期的情況，此局面也使得未來車廠對於車用晶片的庫存態度將不再是Just in time，改變了車廠對於車用晶片的庫存政策，也紛紛轉為長約方式，亦就是說先前包括歐、美等國際車廠在數次與台灣半導體進行洽談後，接著由與國際車廠合作的DM廠出面協商並簽訂長期合約，以3~5年居多，其中部分一線IDM廠與數家台系晶圓代工廠簽約，也不乏有10年長約的案例，預估比一般3C供應鏈給出的合約更具約束力，上述情況也反映除了短期國際車用晶片短缺的教訓外，隨著汽車電子電器化大勢所趨、單輛車對晶片需求量較過往明顯增加，車用晶片不足的問題恐怕將持續；另一方面，以往車廠僅於部分高階品牌採用客製化生產，中低價車款則採量產方式降低成本，然而疫情導致2021年初以來晶片荒持續，從接單到交車所需時間日益延長，反而減產改採客製化生產，縮短交車時間，降低庫存成本，較有助車廠提振獲利；再者，有鑑於全球車用晶片荒，GM與Ford分別宣布將與晶片業者共同開發並生產晶片，其中GM將攜手台積電、Qualcomm及NXP等多家晶片大廠，Ford則和GlobalFoundries敲定策略合作協議，反映車廠為了在供應鏈取得更多主控權而將產能遷移至接近本國或改由自家製造，甚至直接攜手半導體廠來搶攻晶片商機，來永久性解決短缺的問題。

上述情況顯示，此次國際車用晶片荒不但改變車廠對於晶片的庫存態度，也會部分直接跳過一線車用晶片廠直接與二線半導體廠合作，至於由於車用晶片短缺，車廠的車輛庫存率降低，預估汽車業者會利用機會加緊發展注重高效能晶片與車用軟體的未來汽車(電動化、自動駕駛、網路連結)，轉換生產重心。

2. 全球汽車產業正歷經類似手機產業從功能機向智慧型機時代的更迭，顯然在電動化、智能化的趨勢下，車用半導體需求將出現大增的局面

全球電動車題材相當火熱，車用晶片荒、碳排目標、政策利多均使得電動車進入市場與政策雙輪驅動的世代，畢竟全球從2015~2025年平均減排目標為40%，光靠純燃油車難以達標，需要仰賴電動車，代表各國政府擬定的禁售燃油車政策，亦是催促車廠棄油轉電的重要推手，而政策補貼、雙積分制持續推動、多國提出新售車輛全面電動化目標年份則是對電動車形成利多加持，甚至美國拜登政府不僅積極擬定削減對石化燃料依賴的政策，更帶頭宣布要將65萬輛政府部門用車全改為電動車，且四年內在全國興建55萬座充電站，顯然未來趨勢、綠色先行，已使得未來電動車該使改變人類移動的地圖樣貌，且在油電消長的變化之間，更將帶動電動車等新能源產業鏈的發展。

事實上，有鑑於領頭羊Tesla成功帶動電動車商用普及化浪潮，加上歐美日各大傳統汽車製造商加速朝電動車領域轉型趨勢，美中電動車新創公司、造車新勢力在2021年蓄勢待發，也引起越來越多科技大廠不同程度涉及電動車研發和造車事業，預計Apple於2024年有機會加入電動車造成行列，主要是市場傳出其發展多年的Project Titan計畫自2019年起取得長足進展，如今目標朝向一般消費性市場的車款邁進；故Canalys估計2021年電動汽車將占全球新車銷量的7%以上，進一步增長66%，銷量將超過500萬輛，甚至到2030年，電動汽車將占全球乘用車總銷量達50%的關卡，而全球電動車產值在2035年將衝到6兆美元；而當中中國的成長速度將可期，特別是中國新能源汽車市場在政策驅動下，將在未來五年迎來強勁增長，2025年中國新能源汽車銷量將達到約542萬輛，其中純電動汽車占比將由2020年的80.3%提升至2025年的90.9%。整體而言，在環保議題、綠色政策持續推動下，電動車將是新世代移動方式的主流，透過各國政府補貼及燃油車退場機制，亦如2025年荷蘭、挪威禁售燃油車，2030年則有瑞典、丹麥、瑞士、冰島、英國、比利時、以色列、印度，2035年有日本、美國加州、德國，2040年尚包括加拿大、西班牙、法國、中國、台灣等，更將加速電動車版圖持續擴張。

在低碳經濟的理念指引下，全球汽車產業正朝向綠色化、智能化、互聯網等三方向發展，以綠色化來說，相關的車用半導體領域包括功率器件(IGBT、MOSFET)、SiC碳化矽、電源管理，智能化則有晶片、MCU、記憶體、LCD驅動IC等，互聯網包括V2X射頻晶片、基頻晶片、感測器(毫米波、激光、超聲雷達)、視覺系統(CMOS感測器)、菲光學感測器(指紋、MEMs)、無線通訊(WiFi、NFC、BT、GPS、Combo)等。

車用半導體主要包括功率半導體、MCU晶片、ASIC晶片、存儲晶片和感測器等，其中新能源汽車中半導體增量主要來自於感測器、MCU和功率半導體，又以功率半導體為大宗，主要是汽車作為封閉系統，內部電力輸出需要通過MOSFET、IGBT等功率器件轉化實現，在混動和純電動車型中尤為重要。事實上，面對極度複雜及惡劣的行車環境，智慧汽車需要感測、決策和執行層等三個層面全方位的技術進步，不僅需要感測器、晶片等電子設備數量和性能的大幅提升，更需要底層電子電氣架構的全面優化，與之對應的電子設備功耗呈現幾何級別增加的速度。

表一  全球汽車半導體應用和產品規模及年複合成長率概況

　　　　　　　　　　　　　　資料來源：Gartner，2021年9月。
 

貳、全球車用半導體競合局面的變化

 

1. 現階段全球車用半導體版圖由歐美系IDM廠商所主導、日系廠商也有所表現，且Infineon、NXP先前均藉由購併手段強化車用相關方案完整度

 

全球車用半導體市場的現有廠商多由歐美日系廠商所掌控，且多是國際上主要的汽車半導體IDM供應商，而技術實力來看，國際大廠之間的優勢相互交錯(請參考表二)，如Infineon強於車身及安全控制晶片，NXP則是在安全及舒適系統、車身網路系統晶片、發動機動子控制和底盤電子控制系統晶片有所發揮，同時Infineon、NXP先前也均藉由購併手段強化車用相關方案完整度，顯然國際IDM車用半導體廠都在特定領域確立自己難以動搖的地位，並以此領域為中心，依靠集團內部的優勢資源進行產品和技術廣度的延伸。
 

表二  國際車用半導體廠商技術之比較

　　　　　　　　　　　資料來源: TRI、台灣經濟研究院產經資料庫整理，2021年12月
 

以全球第一大車用半導體廠Infineon來說，2021年公司營收來源主要以大中華區的38%居首，其次依序為歐洲及中東與非洲的25%、亞太其他地區的16%、美洲的11%、日本的10%，且2021年全年公司營收年增率達到29%，主要是來自於汽車、功率及感測系統、互聯安全系統、工業功率控制等領域的業務帶動，特別是汽車電動化浪潮，以及車用、消費性與工業設備應用市場晶片需求上升，再搭配上晶片價格的調漲所致；而即便Infineon設法獲得更多代工產能，或是未來一年擴廠投資金額將達到24億歐元，年增率為50%，但仍無法滿足客戶需求，因而公司2022年委外代工成本預計將再增加數百萬歐元，而Infineon計畫在未來四年將委外代工比例由30%提高至40%。

   

而在全球第二大車用半導體NXP方面，公司預估2024年整體銷售額將達150億美元，其中絕大部分成長將來自電動車，也反映NXP欲將車用晶片視為未來關鍵發展領域，目標提升市占率達到競爭對手的兩倍以上；而電動車作為未來物聯網裝置的最複雜的應用之一，NXP將確保每台物聯網裝置皆能實踐高效、高安全性、智慧化特性，此也將是未來應用處理器的關鍵議題；在此情況下，NXP除了於2020年底攜手AWS推出S32G車用網路處理器支援網路和安全域，使地端設備(汽車)到AWS雲端連結變得更加直觀，直接以原生雲架構解除汽車領域軟體開發的屏障之外，也推出i.MX 93系列處理器，此主要瞄準汽車應用市場，就是為了同時滿足車廠在資通訊、先進駕駛輔助系統兩大系統的設計需求，公司研發兼具視覺處理、安控功能的多核心單晶片，而i.MX 93系列處理器將在高效能及多工處理的功能更為強大，同時2021年11月中旬NXP也發布S32G處理器，主要是應用在新能源車「域控制」(Zonal)、整合電子控制單元及支援先進輔助駕駛功能上，而S32G處理器支援的需求即包括服務型網關、域控制器、區域處理器及安全處理器等。

   

若以STM來說，公司宣布與使用自主技術研發電動汽車的全球科技公司Arrival合作，為Arrival的汽車提供領先的半導體技術與產品，包括車用微控制器、電源管理及電池管理等產品，其中Arrival選用STM的高性能安全車規微控制器開發模組化ECU平台，同時也採用意法半導體的智慧電源與電池管理等產品技術設計高效電動汽車動力系統，顯然STM已可為下一代電動汽車提供先進技術的層次。

   

值得一提的是，Bosch在此波車用半導體新商機中也相當積極重新尋找定位，公司除了找Global Foundries以22FDX RF製程代工車用雷達SoC外，Bosch也在德國自建晶圓廠，2021年6月開始量產ASIC，同時Bosch為因應OE的需求，加速晶圓擴產進度，其定位為Tier 1暨半導體公司，同時進攻三個領域，包括功率半導體(即與電力有關的半導體)、積體電路(與系統晶片及感測器相關)、微機電系統(與慣性、角速度感測器及壓力感測器相關)，主要用於自駕、安全氣囊相關包括汽車動力系統、懸架等。

   

另外更值得留意的是On Semi，2021年下半年公司以4.15億美元購併的GT Advance Technologies，預計2022年上半完成交易，至少在SiC料源掌控上拉開與上述功率元件主力競爭對手的距離，而此購併案則反映電動車在快速發展下，正掀起功率元件市場的版塊變動，特別是碳化矽早被視為戰略物資，由於電動車在大電量及快充的需求，傳統的矽基製程已無法滿足，因此可承受1,000V高電壓的碳化矽製程成為未來電動車不可或缺的重要關鍵技術。

   

至於在自駕車晶片佔有一席之地的Nvidia，Hyperion 8是新一代Nvidia Drive端對端平台，開放汽車廠商依照自己的喜好和需求進行客製化，預計在2024年車款上線，包含感測元件、運算系統和軟體，總計Nvidia在自駕車晶片的客戶目前包括Cruise、Mercedes-Benz、TuSimple、Volvo、Zoox、Lotus、Qcraft、中國威馬汽車等，事實上，Nvidia Drive平台可處理自駕車所有必要關鍵層，包括自駕車電腦、感測器架構、資料處理、自駕車感知與地圖構建和駕駛座軟體，以及訓練、測試、部署所需基礎設施，揭露Nvidia在全球自駕車開發和部署上的重要角色。而在Intel方面，公司也相當積極衝刺自駕車計畫，此則意謂旗下新創公司Mobileye宣布已在美國紐約市區測試自駕車，並且陸續於東京、巴黎、上海等都會區測試，最快2022年開始銷售自駕計程車系統，代表Mobileye以光達技術打造的自駕車即將商品化。

   

再者有關於Qualcomm方面，隨著公司宣布聯手投資機構SSW Partners，以45億美元收購瑞典汽車零組件一級供應業者Veoneer，並且在該收購交易完成後，SSW Partners會將Veoneer旗下軟體部門Arriver出售給Qualcomm，爾後2021年11月下旬Qualcomm在投資者大會中也宣布將與BMW合作，下一代駕駛輔助及自駕系統將採用Qualcomm晶片，顯然BMW新一代的ADAS及自駕平台，將基於Qualcomm Snapdragon Ride視覺系統單晶片、視覺感知以及由Qualcomm車對雲服務平台管理的ADAS中央運算系統單晶片控制器打造而成；而有鑑於Qualcomm計劃打造Snapdragon數位底盤、數位座艙、車聯網、ADAS平台、車雲解決方案等，全方位自駕方案顯然就是朝車用電腦前進，自駕等級問鼎Level 4~5，預計對於Nvidia、聯發科等對手將帶來競爭壓力。

   

若以亞太主要國家在汽車導體的戰略優勢(請參考表三)，則各有所不同，日本在汽車半導體產業鏈上擁有全方位的優勢，從功率半導體、微處理器、感測器、LED，皆佔有相當的地位，而台灣則藉由聯發科在基頻晶片、無線通訊領域佔據亞太最高的市占率，韓國則是以記憶體領域居首，中國雖然在車用半導體領域市佔率並不高，但在記憶體、CMOS等領域不斷追趕。
 

表三  亞太主要國家在汽車導體的戰略優勢概況

　　　　　　　　　　　　　　資料來源：勤德，2021年9月。
 

2. 過去車用半導體封閉的供應鏈體系讓台廠難以切入，且國際車廠與美歐日系IDM車用半導體廠相互的默契配合也是新進者難以逾越的門檻，但車用晶片荒、汽車市場朝向新能源車發展已使得產業結構產生化學變化

 

過去半導體廠商涉入汽車市場的主要難度在於產品品質的苛刻要求，和汽車行業封閉供應體系的切入，同時由於需要在產品生命週期中保持維護能力，所以汽車半導體廠商通常和車廠建立穩定的供應關係，而國際車廠與美歐日系IDM車用半導體廠相互的默契配合也是新進者難以逾越的門檻；不過車用晶片荒，乃至於電動車、自駕車的發態勢，已使得原本二級供應鏈的車用晶片廠、車用晶片委託的代工廠，價格制定上將站在有利的位置。事實上，在原有的供應鏈體系下，汽車晶片驗證和導入週期長達2~-3年，當前車用晶片短缺問題尚未排除，致使多家車企繞過Tier1企業直接與半導體企業溝通排產，反而有效推動國內半導體企業車規產品供應鏈驗證與導入全面提速，例如2021年9月底美國GM執行長Mary Barra公開指出，GM如今計劃直接向半導體供應商採購晶片，而不是依賴Magna等Tier-1供應商供貨。

 

特別是2021~2022年延續的國際車用半導體缺貨潮，台積電竟然扮演神救援的角色，也就是以超急單、去瓶頸化、製程優化等方式來額外提供車用產能，此即可知道未來台灣半導體業者在車用半導體市場仍有其發揮的空間，也就是說雖然全球車用IDM大廠佔有85%的占比，台積電僅有4.23%，但因台積電有五座超大12吋晶圓廠，且產能與良率表現較國際IDM廠更甚一籌，何況國際IDM廠外包車用晶片比重約20~30%，當汽車市場復甦，砍掉的外包訂單無法及時回補，加上業者自身產能也已滿載下，僅能仰賴晶圓代工業者來成為救命選項，況且台積電擁有先進製程的關鍵，可滿足未來自駕車的晶片需求，如台積電揭露能提供符合ADAS需求的先進CMOS技術、用於5%的射頻技術、滿足光達感測的車用CIS技術等。

 

參、台灣半導體業者切入車用半導體布局之情勢

 

1. 由於車用高效能運算需要使用先進製程來為其打造晶片，而台積電因穩居全球高階製程的領導地位而使其未來在奪取車用高效能運算晶片代工訂單時擁有絕對的優勢

    

由於車輛電子化程度越來越高，電子元件溝通也趨於複雜，為加速電子運算與控制的能力，高效能運算的需求也逐步提升，根據Gartner的預測資料可知，2021~2025年全球車用高效能運算市場規模於2021~2025年的年複合成長率將達212.4%，顯然隨著車輛電子化、數位化與智慧化程度越高，車用高效能運算因提供更快速的資料處理能力，可降低成本及複雜度，而使其未來極具成長潛力。也由於車用高效能運算需要使用先進製程來為其打造晶片，而台積電因穩居全球高階製程的領導地位，因此在搶食未來車用高效能運算晶片的代工訂單上具有絕對的優勢，特別是國際IDM車廠並不具備先進製程的製造能力與產能。

   

舉例來說汽車邁入自動駕駛時代，由於自駕車是由智慧感知系統和控制系統構成，亦有車聯網系統支援，因此車用處理器晶片對先進製程需求也將增加，以NSITEXE的DFP技術來說，其目標設定於2025年將實現10T~12 TOPS/W的目標，預計將採用5~7奈米製程來製作；至於Socionext的晶片，2021年2月早已導入台積電5奈米先進製程進行車用半導體的製作；而Nvidia Drive PX平台也多委由台積電進行量產，晶片製程從16奈米逐步升級至7奈米；Renesas平台亦由台積電操刀，晶片製程有16奈米、12奈米製程；Mobileye平台最新的EyeQ6則是導入台積電5奈米製程；上述情況反映自駕車晶片大戰讓車用晶片從成熟製程跨入先進製程，而台積電將可奪取多數客戶對於自動駕駛晶片的訂單。

 

事實上，近期Intel宣布計劃十年內投資950億美元，在歐洲新建造至少兩家晶圓廠，同時更新現有的愛爾蘭晶圓廠來作為專門生產車用晶片的據點；對照台積電下一個海外布局即可能選擇德國設置晶圓廠，兩家著重於歐洲車用半導體市場的重要性不言可喻，更加凸顯台積電、Intel兩強於車用商機的競爭；不過台積電不但可提供車用半導體製程從高壓的0.13微米到28奈米，且7/5奈米先進製程已獲得NXP、STM的訂單，是目前能提供最多元車用半導體製程的晶圓代工廠，故台積電將是未來車用電子委外代工訂單的主要受惠者，並成為全球三大半導體業者中因已建立車用電子晶片完整生態系統而具競爭優勢的廠商，故台積電赴歐洲設廠也最受當地政府與供應鏈青睞。

 

2. 國內積體電路設計業者除了聯發科在車用晶片大舉推出Autus車用平台而由後裝市場逐步邁向前裝是場外，其餘台廠多從車用相關領域周邊產品著手

    

在全球汽車製造業出現大變革，電動車逐步朝向標準化、模組化之下，使得過去難以切入車用市場的台灣積體電路設計業也開始有所斬獲，以聯發科來說，公司推出整合四大應用(包括智慧座艙系統、毫米波雷達解決方案、車載資通訊系統、視覺先進駕駛輔助系統)的Autus車用平台，通過AEC-Q100、ISO26262等車規相關認證，瞄準全球一線車用零組件供應商。而瑞昱則是靠車用乙太網路晶片，來實現切入智慧汽車的目標，尤其是瑞昱除了與國際車廠討論及制定技術發展方向，也有機會共同取得車用網路市場商機。

   

值得一提的是，除了聯發科、聯詠、瑞昱三家領先大廠已經確定加入MIH聯盟之外，凌陽、聯陽、原相、偉詮電、天鈺、立綺、新唐等業者也都各憑自身在特定應用的IC產品加入MIH聯盟，期望進一步擴大車用電子領域的發展，顯然未來車用市場有機會成為我國積體電路設計業者另一個穩定且長期增長的重要應用端，表四則是國內積體電路設計業者於車用市場的布局動向。
 

表四  國內積體電路設計業者於車用市場的布局動向

　　　　　　　　　　　　　 　　　　資料來源：台灣經濟研究院產經資料庫，2021年12月。
 

3. 第三代化合物半導體業因適用於車用市場，因而引發國內半導體業者陸續投入此領域，而未來若可強化封測、設計、人才、材料等環節，方可在國際市場站穩腳步

    

第三代化合物半導體近期市場熱度不斷提高，主要是其所內含的氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)，剛好因其能承受更高的電壓、電源轉換效率更高、高頻傳輸效率更佳，而可應用於光達、車用二極體、5G、衛星通訊功率放大器、馬達控制器、風力發電等電力控制系統等領域，其中車用電子、5G、風力風電等皆是具有發展潛力的市場商機(請參考表五)。而相較於第三代化合物半導體國際指標性廠商包括Cree、Rohm、Infineon、STM、ON Semi，台灣投入的業者包括四大陣營，首先是台積電、世界先進，以布局氮化鎵晶圓代工為主，其中台積電早在2015年就已著手布建矽基氮化鎵技術及產能，除了與STM合作生產車用GaN功率元件與IC，包括Navitas及GaN Systems亦在台積電投片生產100V及650V高壓功率元件；第二陣營則是聯電、頎邦，以氮化鎵晶圓代工、晶圓凸塊及WLCSP為重；再者為環球晶、宏捷科、朋程陣營，以氮化鎵與碳化矽晶片設計、晶圓代工、磊晶基板為主；至於漢磊、嘉晶則是琢磨於氮化鎵與碳化矽晶圓代工、磊晶基板。

   

舉例來說，台積電在矽基板氮化鎵上，2020年已開發出150伏特和650伏特兩種平台，顯然台積電有機會搶攻未來電動車第三代半導體化合物的成長大趨勢，特別是2020年2月台積電已運用8吋廠為STM生產車用的化合物半導體晶片，未來預計將有機會再爭取到國際IDM大廠訂單，顯然台積電可利用電動車的媒介，順利將競爭優勢由第一代半導體延伸至第三代半導體化合物領域；世界先進因擁有大量8吋設備而大力發展矽基的氮化鎵晶片製造技術，以提升附加價值；至於日月光投控方面，旗下EMS廠環旭電子的全資子公司環鴻電子宣布，將入股氮化鎵系統有限公司，鎖定電動車電源模組市場，事實上，氮化鎵公司募集到的融資將用於加速氮化鎵技術在汽車、消費者、工業和企業市場的開發和應用。隨著電源解決方案從傳統矽器件轉向更小、低成本和高效的功率系統，而在上述布局下，將有助於日月光投控快速切入電動車、資料中心及5G等氮化鎵高階市場。

 

值得一提的是鴻海在車用半導體的布局，除了2021年6月公司正式入股馬來西亞企業DNEX和SilTerra董事席次，進一步掌握8吋廠產能，且鴻海也與國巨合資成立國創半導體，將針對鴻海的EV及EMS客戶，針對類比、功率IC產品提供穩定的解決方案後，2021年第三季鴻海宣布斥資25.2億元買下旺宏位於竹科的六吋晶圓廠，主要將發展第三代半導體，此舉符合公司3+3轉型戰略(即電動車、數位健康、機器人三大產業，加上人工智慧、半導體、新世代通訊技術)，AI與半導體是關鍵技術，而此預計將轉型發展成耐高電壓、散熱佳的碳化矽半導體的生產，畢竟未來五年內碳化矽的量產將以6吋廠為主，且可與鴻海電動車戰略相輔相成。若以第三代化合物半導體來說，由於其具有優越的物理特性，可降低耗能、動力系統模組面積可縮小五倍、物料成本低、縮短充電時間、高溫下的穩定晶體結構，因此將成為未來車用市場中重要的一環。

    

整體而言，雖然第三代化合物半導體因具備高速、耐高溫、耐高壓等特性而可應於高頻通訊及動力電子元件，使其未來將極具市場成長潛力；不過目前國際上僅少數大廠有量產製造能力，供給相當有限，國內業者多處於初步發展階段，而政府責成工研院南方雨林計畫，則是寄望在南台灣打造化合物半導體的IDM廠，未來是否能在電動載具功率轉換與傳動、再生能源功率轉換、工業自動化控制、高頻通訊射頻電路等有所突破，仍待觀察。而有鑑於國內投入第三代化合物半導體多為半導體製造業者，故台灣半導體業界應積極就材料、人才方面盡快著手進行佈署，畢竟高頻電路設計需要數學、物理、電磁波理論基礎，功率IC設計需機電整合背景，設計人才非常稀有，況且台灣也需要突破基板製造的技術，更要就第三代化合物半導體建立完整的生態系，方能使台灣第三代化合物半導體能在全球站穩腳步。

表五  第一代~第三代半導體材料之比較

　　　　　　　　　　　資料來源：財訊、台灣經濟研究院產經資料庫整理，2021年12月。