長期來，成本低廉且易於加工的矽，一直是半導體領域的關鍵材料。近年來，隨著追求能源效率的電動車產業崛起，以碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）材料為首的第3類半導體，開始受到關注。

電池是電動車最為昂貴的零件，成本超過全車的3分之1，碳化矽晶片可以令電動車在同樣體積的電池配置下跑得更遠。「我們看到傳統汽車產業和新創對使用碳化矽產生了濃厚興趣，因為它的續航能力更強。」全球最大碳化矽晶圓廠商Wolfspeed亞太區副總裁王瑞興點出。

▲Wolfspeed亞太區副總裁王瑞興表示，幾乎所有產業的下一代功率半導體都會由碳化矽技術推動，尤其是電動汽車、5G、工業、能源、航太及國防領域。

專利優勢，拿下通用、福斯訂單

成立於1987年的Wolfspeed，最初名為科銳（Cree），業務包括半導體、照明及LED，近年來為求轉型，相繼出售照明及LED業務，將目光聚焦在半導體領域。

2021年10月上旬，執行長格雷格．羅爾（Gregg Lowe）帶領管理團隊在紐約證交所（NYSE）敲鐘，宣布公司將從科銳更名為Wolfspeed，以旗下半導體部門作為企業名稱，明確昭示專注於碳化矽半導體的方針。

羅爾指出，「碳化矽將形塑下一代功率半導體，其優異的性能將創造全新可能性，改變我們的生活。」Wolfspeed的技術實力，數字會說話。在基板、磊晶的碳化矽材料領域，該公司市占超過6成。跨國研究公司IndustryArc的資料也顯示，Wolfspeed在碳化矽晶圓製造擁有65％市占。

日本專利分析公司Patent Result依照專利數量、關注度發布的一份分析則顯示，Wolfspeed在碳化矽領域的專利競爭力高居全球第一，遠超其他企業，在基板及結晶化方面尤為突出。根據國際能源署（IEA）2021年4月底發布的報告，全球電動車數量預估2030年將達1.45億輛；若各國努力實現氣候目標，更能上看2.3億輛。

電動車的前景可期，也是Wolfspeed決心專注投入碳化矽的重要原因。在宣布改名的同時，該公司一併揭曉與通用汽車（GM）達成供應協議，將其碳化矽元件使用於通用的次世代電動車動力系統Ultium Drive。

另外，包括福斯（Volkswagen）旗下未來汽車供應鏈專案FAST（Future Automotive Supply Tracks）、德爾福汽車（Delphi）、ZF集團等汽車零組件大廠，還有車用半導體大廠英飛凌（Infineon）、意法半導體（STMicroelectronics，簡稱ST）在內的半導體業者，也都青睞Wolfspeed的產品，締結合作關係。

在Wolfspeed 2021年第3季財報中，半導體業務營收1.57億美元、年增35.6％，顯示碳化矽晶片需求火熱。

▲美、日主導第3類半導體專利 ——碳化矽專利全球排名前5企業。註：基於 2021年7月29日為止的美國已發行專利數量，依照數量及矚目程度轉換成得分。

打造「碳化矽走廊」，產能翻30倍

與第1類半導體（矽）相比，碳化矽等第3類半導體具備寬能隙（wide bandgap）、熱導性佳等優勢，可承受更高的電壓、電流及溫度，降低晶片切換與傳輸的能量損失；再加上碳化矽模組較矽的體積更小、重量更輕盈，對於配置空間錙銖必較的電動車，還有充電站及鐵路等應用，都是更優質的選擇。

不過，碳化矽質地堅硬，難以切割、研磨、拋光，加上長晶效率比矽慢上逾100倍，還須在攝氏超過2,100度的高溫環境，導致成本相對高昂，一直以來難以普及。近年來，由於產能提升、技術進步等因素，使得碳化矽與矽的成本差距從5、6年前的10倍降低至2、3倍，市場需求也日漸增加。

根據法國市場研究機構Yole Développement預測，採用碳化矽的功率半導體市場，將從2020年不到10億美元的規模，在2026年時成長6倍，達到44.8億美元。碳化矽需求高漲，也令競爭對手開始積極搶占市場。日本大廠羅姆半導體（ROHM）便持續擴充產能，目標2025年吃下碳化矽晶圓3成市占。

面對競爭者虎視眈眈，王瑞興反應泰然，認為這代表市場機會更受到肯定，也能夠激發這塊領域的創新。他指出，Wolfspeed從客戶業務看到未來商機，預測5年內發展總產值高達180億美元，「汽車產業是帶動成長的主因，工業、航太、國防及能源領域也有顯著成長動能。」

為了積極擴大產能，Wolfspeed早已展開布局，2019年就宣布在紐約州瑪西（Marcy）設立迄今最大的碳化矽晶圓廠，建立8吋碳化矽晶圓製造能力（目前市場主流為6吋）；同時還將在北卡羅萊納州建設大型材料工廠，喊出要在美國東海岸打造一條「碳化矽走廊」，預計投入10億美元，最終目標是讓碳化矽材料及晶圓產能提升30倍。

▲Wolfspeed如今已佔全球碳化矽原料市場的6成比重，而其未來目標是希望產能提升30倍。圖為Wolfspeed產品——WolfPACK碳化矽電源模組。

位於瑪西的晶圓廠，可望於2022上半年完工，王瑞興透露，「該工廠採100％自動化，晶圓成本、生產周期可較現有廠房降低超過一半，產量則提高20～30％。」

在以電動車為首，各產業激增的碳化矽晶片需求下，Wolfspeed相信，憑藉自身的主導地位及迅速擴張產能的策略，將能夠推動成本降低，進而贏得客戶的長期供應協議，從這場第3類半導體的浪潮中勝出。

資料來源：數位時代 ，https://www.bnext.com.tw/article/67051/semiconductor-wolfspeed