隨著電動車、5G 通訊與綠色能源成為全球科技發展的主軸，具備高效率、耐高壓、耐高溫特性的「第三代半導體」已然從明日之星，躍升為當今科技產業的關鍵核心。其中，碳化矽（Silicon Carbide, SiC）更是扮演著中流砥柱的角色。從電動車市場的心臟—逆變器，到太陽能發電的轉換效率，再到5G基站的穩定性，SiC 的身影無所不在。
然而，這塊充滿機遇的市場並非一片坦途。美國 SiC 龍頭美國科銳（Wolfspeed）深陷財務危機，引發全球供應鏈重組的「轉單效應」；與此同時，中國「紅色供應鏈」的產能過剩與價格戰，也為全球廠商帶來巨大的經營壓力。本文將深入剖析碳化矽的技術特性與四大應用領域，完整盤點台灣相關概念股廠商，並客觀分析當前市場的機遇與挑戰，為讀者提供一份最完整的 SiC 產業地圖。
一、碳化矽（SiC）是什麼？解密第三代半導體的關鍵核心
半導體是一種介於導體與絕緣體之間的材料，而其材料的演進大致可分為三個世代：
- 第一代半導體： 以矽（Si）、鍺（Ge）為代表，是目前應用最廣、技術最成熟的材料，支撐著整個資訊產業的發展。
- 第二代半導體： 以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）為代表，主要應用於通訊及光電領域。
- 第三代半導體： 以碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬能隙（Wide Band-gap）材料為代表，它們的物理特性突破了矽基材料的極限，整個半導體技術也因此升級，特別適合高功率、高頻率、高溫度的嚴苛應用環境。
碳化矽（SiC）是由碳（C）和矽（Si）元素組成的化合物，其關鍵特性使其成為推動能源效率革命的理想材料：
- 高崩潰電壓與高耐壓性： SiC 的能隙寬度約為傳統矽的 3 倍，使其能夠承受高出數倍的電壓，且元件尺寸可以更小，非常適合電動車、電網等高壓電力系統。
- 優異的熱導電性： SiC 的散熱能力遠優於矽，使其在高溫下依然能穩定工作，展現出色的高溫穩定性，大幅簡化了系統的散熱設計，降低了體積和重量。
- 高頻操作能力： SiC 元件的開關速度更快、能量損耗更低。這意味著在電力轉換過程中，能源的浪費更少，效率顯著提升。
- 高硬度與化學穩定性： SiC 的硬度僅次於鑽石，且能抵抗酸鹼腐蝕，使其在工業、航空航天等極端環境下也能保持長久的耐用性。
SiC 與 GaN 的比較
同為第三代半導體，SiC 與 GaN 常被相提並論，但兩者特性與應用場景略有不同，各有擅長的領域。
| 特性比較 | 碳化矽 (SiC) | 氮化鎵 (GaN) |
|---|---|---|
| 能隙 (eV) | ~3.26 | ~3.4 |
| 電子遷移率 | 適中 | 高 (約 SiC 的 2-3 倍) |
| 熱導率 | 高，散熱效果極佳 | 中等 |
| 耐壓性 | 非常高 | 中低電壓表現佳 |
| 高頻性能 | 表現一般 | 優秀，適合 GHz 等級應用 |
| 成本 | 較高，製造難度大 | 相對較低 (特別是 GaN-on-Si 技術) |
| 主要應用 | 高功率、高電壓 電動車逆變器、太陽能、電網 |
高頻率、小型化 手機快充、5G 射頻、LiDAR |
簡單來說，SiC 主攻「高壓、大功率」，是電動車動力系統的首選；GaN 則擅長「高頻、高效率」，在消費性電子的快速充電器領域已佔有一席之地。
二、碳化矽的四大關鍵應用領域
根據市調機構 YOLE 的分析，電動車應用市場已佔整體 SiC 市場規模約 70% 的份額，是目前最主要的成長引擎。
1. 電動車 (Electric Vehicle)
在電動車領域，SiC 是實現性能飛躍的關鍵。它主要應用於：
- 主驅逆變器 (Main Inverter)： 將電池的直流電轉換為驅動馬達的交流電。使用 SiC 可使逆變器效率從 97% 提升至 99% 以上，直接轉化為 5-10% 的續航里程提升，並有效延長電池壽命。
- 車載充電器 (OBC)： SiC 能縮短充電時間，並使充電器體積更小、重量更輕。
- DC/DC 轉換器： 隨著車輛電壓平台從 400V 邁向 800V，SiC 的高耐壓特性變得不可或缺，它能實現更快的充電速度（充電 5 分鐘，續航 100 公里以上）和更強的性能。
2. 可再生能源 (Renewable Energy)
在太陽能和風力發電系統等能源設備中，SiC 主要用於逆變器，其高效率和低損耗特性，能將發電裝置產生的直流電更有效地轉換為電網可用的交流電，最大化地利用綠色能源，提升整體的能源轉換效率與設備的長期可靠性。
3. 工業設備 (Industrial Equipment)
在化工、冶金及航空航天等領域，設備往往需要在高溫環境等極端條件下運作。SiC 元件的耐用性與穩定性，能顯著提高工業驅動、高壓電網等設備的可靠度與使用壽命。
4. 通訊設備 (Communication Equipment)
在 5G 基站及高頻功率放大器中，SiC 元件能有效減少信號在傳輸過程中的損耗，增強傳輸效率，從而支持更快、更穩定的網路連接。
三、台灣碳化矽概念股全盤點
台灣擁有完整的半導體產業鏈，在 SiC 領域自然不會缺席。從上游的粉體、基板、磊晶，到中游的晶圓代工，再到下游的功率元件與模組，皆有廠商積極佈局相關應用產品。
| 公司 | 股票代號 | 產業鏈位置 | 發展重點與分析 |
|---|---|---|---|
| 環球晶 | 6488 | 上游：基板、磊晶 | 台灣 碳化矽基板 龍頭，同時佈局基板與磊晶。目前以 6 吋為主力，更是業界少數已開發出 8 吋 SiC 技術的廠商，預計 2025 年量產，有望成為台灣首條 8 吋 SiC 產線。 |
| 嘉晶 | 3016 | 上游：磊晶 | 專注於磊晶代工，直接受惠於國際 IDM 大廠的委外訂單。正積極擴充 6 吋 SiC 產能，預計 2024 年產能將比 2023 年增加一倍，2025 年將達到三倍。 |
| 越峰 | 8121 | 上游：粉體 | 國內主要的 SiC 粉體供應商之一，是產業鏈最上游的原料端。積極擴產以應對 N 型 SiC 在電動車、綠能領域的龐大需求。 |
| 盛新材料 | 6930 | 上游：晶錠、基板 | 由廣運、太極、鴻海集團合資成立，是台灣少數能生產 SiC 晶錠及基板的專業廠商。6 吋 N 型基板已量產，挾帶集團資源，後市可期。 |
| 漢磊 | 3707 | 中游：晶圓代工 | 化合物半導體代工大廠，提供 4 吋與 6 吋 SiC 晶圓代工服務，是國際大廠分散供應鏈風險時的重要合作夥伴。近年雖受市場價格影響面臨虧損，但仍持續擴充產能。 |
| 穩懋 | 3105 | 中游：晶圓代工 | 全球砷化鎵代工龍頭，與宏捷科同為此領域的佼佼者，近年也跨足 SiC 領域。除通訊應用外，正積極切入車用 LiDAR、AI 等新興領域，尋求多元成長動能。 |
| 茂矽 | 2342 | 中游：晶圓代工 | 計劃於 2025 年中完成 6 吋 SiC 產線建置，初期月產能約 3,000 片，並投入車用 IGBT 元件開發，預計 2026 年開始貢獻營收。 |
| 台達電 | 2308 | 下游：功率模組、應用 | 全球電源管理與散熱解決方案龍頭，是 SiC 技術的終端應用者與整合者，其產品（如電動車動力系統、充電樁）的競爭力直接受益於 SiC 的導入。 |
| 台積電 | 2330 | 中游：晶圓代工 | 全球晶圓代工龍頭台積電雖然重心在先進製程，但也積極佈局第三代半導體，特別是在氮化鎵（GaN）領域，提供相關代工服務，與 SiC 技術形成互補。 |
四、市場現況分析：機遇與挑戰並存
當前 SiC 市場充滿變數，對台廠而言，這是一個機遇與挑戰並存的關鍵時刻，值得投資人密切關注。
機遇：「轉單效應」與供應鏈重組
過去兩年，SiC 晶圓龍頭美國科銳因工業和車用市場需求疲軟，加上中國廠商的低價競爭，導致營運走疲、債台高築，甚至傳出可能申請破產保護。此事件動搖了全球 SiC 供應鏈的穩定性，其大客戶如日本瑞薩（Renesas）等國際 IDM 大廠，為了確保供應鏈的安全性與穩定，正積極尋求第二、第三供應來源。
這為技術與產能相對成熟的台灣廠商，如漢磊、嘉晶等，帶來了千載難逢的「轉單」契機。在 IDM 廠自身擴產速度緩慢、供需存在缺口的背景下，台灣供應鏈的重要性顯著提升。
挑戰：「紅色供應鏈」的毀滅性價格戰
機遇的另一面是巨大的威脅。中國近年傾全國之力扶植第三代半導體，導致產能急劇擴張。業界人士透露，中國 6 吋 碳化矽材料 基板價格已從過去的 1,000 美元左右，腰斬至 500 多美元；晶圓代工價格也從每片 4,000 美元大幅下調。
以天科合達、山東天岳為首的中國廠商，憑藉成本與龐大內需市場的優勢，發動了猛烈的價格戰。這不僅讓 Wolfspeed 股價崩跌，也嚴重衝擊了台廠的營收與獲利能力。財報顯示，漢磊、嘉晶等公司的營收表現在過去兩年並未隨市場同步成長，反而出現衰退，顯示出價格競爭的殘酷性。
常見問題 (Q&A)
Q1: 碳化矽（SiC）到底是什麼？它比傳統的矽強在哪裡？
A1: 碳化矽（SiC）是一種由碳和矽組成的第三代半導體材料。相比傳統的矽（Si），它的核心優勢在於能承受更高的電壓、在高溫下更穩定地工作、散熱能力更強，並且在電力轉換時的能量損失更低。這使其特別適合電動車、綠色能源等高功率、高效率的應用。
Q2: 碳化矽主要應用在哪些高成長領域？
A2: SiC 的應用非常廣泛，目前四大關鍵領域包括：
1. 電動車領域（逆變器、充電系統，佔比最高）；
2. 可再生能源（太陽能、風能逆變器）；
3. 工業設備（高壓電源、工業驅動）；
4. 通訊設備（5G 基站）。
Q3: 台灣有哪些主要的碳化矽概念股？它們在產業鏈中扮演什麼角色？
A3: 台灣 SiC 產業鏈完整，主要廠商包括：
上游基板/磊晶的環球晶、嘉晶、越峰、盛新材料；
中游晶圓代工的漢磊、穩懋、茂矽、台積電；
以及下游應用的台達電等。它們分別負責從原料、晶圓製造到終端產品整合的不同環節。
Q4: 投資碳化矽概念股目前最大的風險是什麼？
A4: 目前投資人應關注的最大風險主要有兩點：
第一，來自中國廠商的激烈價格競爭，這會壓縮台廠的毛利率與獲利空間。
第二，訂單的波動性，許多台廠的訂單來自國際 IDM 大廠的委外代工，當市場景氣下滑時，IDM 廠可能會將訂單收回內部生產，以維持自身產能利用率，導致代工廠的營運波動較大。
總結
碳化矽（SiC）無疑是驅動下世代科技領域革命的關鍵動力，其在電動車、再生能源等領域的應用潛力巨大且明確。台灣廠商憑藉深厚的半導體根基，在這一波浪潮中佔據了有利的戰略位置。
然而，投資人必須清醒地認識到，SiC 產業正處於「機遇」與「挑戰」的十字路口。一方面，Wolfspeed 的危機為台廠帶來了轉單的曙光；另一方面，中國供應鏈的價格壓力如同烏雲籠罩，持續侵蝕著廠商的利潤空間。未來的勝出者，不僅需要掌握先進的技術（如 8 吋晶圓製程），更需要在成本控制、品質穩定與客戶關係上建立起難以撼動的護城河。這場第三代半導體的競逐賽，考驗著技術實力，更考驗著經營智慧。
