大家早安，今天我們來談談碳化矽（Silicon Carbide, SiC），這個被稱為第三代半導體的材料。最近新聞指出，隨著電動車需求持續高漲，以及 AI 資料中心對高效電源的追求，SiC 市場正迎來快速成長的關鍵期。政府與業界也加大投資，企圖掌握這項能源轉型與運算基礎的材料命脈。
（延伸閱讀：半導體材料從矽到超寬能隙）
從 IGBT 到 SiC MOSFET
在電動車裡，功率元件是驅動效率的核心。傳統的 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極電晶體）長期用於馬達控制，能承受高壓和大電流，但效率與開關速度有限。
SiC MOSFET 則基於碳化矽材料製成。因為 SiC 的能隙更寬（約 3.2 eV），所以能在高壓高溫下運作，並提供更快的開關速度與更低的損耗。這讓電動車能夠更省電、散熱需求更低，也進一步提升續航與充電速度。
SiC 在電動車中的角色
在一台 EV 裡，SiC 主要用於三大區塊：
- 主驅動逆變器：直流轉交流，效率提升直接延長續航。
- 車載充電器（OBC）：高頻特性讓快充更小巧、更高效。
- DC-DC 轉換器：供應照明、冷卻、音響等子系統，減少耗能。
特斯拉 Model 3 率先使用 SiC MOSFET，讓整個產業鏈跟進。對 EV 來說，每提升幾％效率，都等同於省下數十公斤電池成本。
為什麼 AI 資料中心也需要 SiC
除了電動車，AI 資料中心正在成為 SiC 的新戰場。AI GPU 伺服器單機耗電上千瓦，若電源轉換效率低，能耗與冷卻成本將大幅增加。SiC 在資料中心的角色包括：
- 提高電源效率：伺服器電源轉換效率可逼近 98%。
- 縮小電源體積：高功率密度支援緊湊機櫃設計。
- 再生能源整合：作為風能、太陽能逆變器的核心材料，直接銜接綠電與運算設施。
換句話說，SiC 同時支撐了交通與 AI 的未來。
全球市場與主要廠商
全球 SiC 市場高度集中，能量產的廠商不多。
- 美國 Wolfspeed：全球最大 SiC 基板供應商之一，率先投資 200mm 晶圓，但因負債過重在 2025 年進入破產重組，計劃削減 70% 債務，股價從 100 多美元跌到 1 美元左右。
Infineon 與 NVIDIA 合作設計 AI 資料中心直流 (DC) 電力分配系統，以提升能效。
- 德國 Infineon：歐洲龍頭，市佔率高。近期收購 Marvell 車用以太網部門，並與 NVIDIA 合作 AI 資料中心電源晶片。股價在 €32 左右波動。
- 日本 Rohm、住友電工：深耕 SiC MOSFET 與外延片，強調垂直整合。
- 中國三安光電、天科合達：在政策支持下快速擴張，瞄準龐大的本土電動車需求。
整體來看，美日歐在技術上仍領先，中國靠政策與投資追趕。台灣的 SiC 產業切入較晚，但正在形成一條材料與代工兼具的供應鏈。
- 環球晶（GlobalWafers）：投入 SiC 基板研發與量產，積極挑戰 6 吋與 8 吋晶圓，目標是成為歐美日車廠的第二來源。
- 中美晶：長晶技術與外延片布局，與環球晶有緊密關聯。
- 漢磊（Hestia/Win Semi Group）：專注於 SiC 元件代工（Foundry），承接來自車用與工控領域的訂單。
- 台亞半導體、台特化：則集中在外延片材料。
2025 年全球對 6 吋 SiC 晶圓的需求估計達到 169 萬片，但實際產能僅在 40 至 60 萬片之間。當 Wolfspeed、Rohm 等國際大廠產能不足時，台廠有機會承接急單，進一步擴大影響力。對於希望降低供應風險的歐美客戶而言，台灣有望成為不可或缺的選項。但挑戰仍在
- 成本居高不下，短期難以普及到所有車款
- 產能集中，單一廠商風險會傳導整個市場
- GaN 等其他材料在部分應用（中低壓高頻）有競爭優勢
- 長晶與加工耗能大，環保與永續議題仍待解決
