碳化矽(SiC)半導體在紅什麼?

第三代半導體中大概分為GaAs與SiC兩個族群(註：另有ZnSe半導體，但目前算冷門)，其中SiC半導體也逐漸在國內被製造，多半是以三吋或四吋晶圓來製作，但國外已經以五吋或六吋晶圓來製作。第三代半導體與第一代及第二代半導體(註：第一代半導體是Si、Ge半導體，第二代半導體是GaAs、InP半導體)是平行發展的技術，並不是第三代半導體是用來改良與取代第一代及第二代半導體。進一步地，第三代半導體與第一代及第二代半導體的應用領域大不相同。簡單地說，不會因為第三代半導體的使用，就會淘汰第一代及第二代半導體。

SiC鮮少存在於天然中，SiC多半是透過人工製造合成。然而，人工合成的SiC仍然面臨著製造成本高與產量少的問題，且目前各國多半會將SiC作為戰略資源而管制出口。因應於高壓操作的需求，SiC半導體主要是應用於功率半導體，且特別是，電動車開始發展後，SiC半導體更受到大家的重視。以往Si半導體的耐壓，多半小於300伏特，這對需要千伏特級的電動車充電零件難以適用，因此，能夠抗高溫高壓的SiC半導體便因此產生，因為SiC半導體的耐壓甚至可以超過1.2千伏特。

SiC半導體基本與Si半導體差異不多，例如下圖為一個N型的SiC電晶體，其差異僅在於，以往的P型基板被SiC基板所取代。因為，整片基板佔據半導體的大部分體積，因此，在SiC材料已經偏貴的情況下，SiC半導體也難以便宜。另外一方面，SiC電晶體的供應電壓必須以不對稱方式設計，例如正負電壓必須連接20伏特與負5伏特，因此，電源供應電路通常必須要重新設計。再者，因為供應電壓必須以不對稱方式設計，這也導致與SiC半導體一起工作的其他Si半導體的元件在接地設計上必須有特別的布局或設計。

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