台湾第三代半导体技术茁壮的开端？汉民密谋 9 年，剑指龙头的祕密武器
汉民科技过去给人的印象，就是卖半导体设备的公司，2021 年 Touch Taiwan 触控展，汉民展出研发 9 年的碳化硅基板技术，对外宣称品质已有挑战全球龙头科锐（Cree）的实力。
目前，台湾化合物半导体代工制造有稳懋、宏捷科、台积电等大厂，但还没有台湾公司能稳定地生产出高品质的碳化硅基板。只能从科锐等少数愿意对外卖基板的竞争者手上买材料，看国外大厂的脸色过日子，或用蓝宝石基板等替代材料生产产品。
过去，外界只知道环球晶、太极、稳晟等公司在发展相关材料，但品质还有待考验；但是，汉民董事长黄民奇9年前，为了协助旗下事业转型升级，设立专责部门研发碳化硅基板相关技术，是台湾最早研发碳化硅技术的公司。
碳化硅基板，品质挑战科锐
这一次，汉民展出自己研发的N-type碳化硅基板的数据，这种基板可以用在电动车、太阳能电源转换器等高功率元件制造，吸引许多中国化合物半导体公司代表前来询问，目前整个大中华区几乎只有一两家公司能做到这种水准。
生产碳化硅基板，难度在控制材料晶体的一致性，生产的过程就像是拼积木，要用形状为六面体，每一面大小不一的晶体排出一个光滑的平面。
如果生产过程无法控制晶体，生产出的基板上会出现一个个微小空洞，称为Micro Pipe（微孔缺陷），这些缺陷如果落在电路所在的位置，这颗IC就可能报废。因此，缺陷的密度是检视碳化硅基板品质的重要指标。
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▲ 汉民于Touch Taiwan展首次展出自行生产的4吋及6吋碳化硅晶圆及品质数据。
根据汉民自己展出数字显示，4吋和6吋碳化硅基板，微孔缺陷密度小于每平方公分0.06个。但据科锐官网，科锐对外出售最高等级的碳化硅基板，同个数字只能保证每平方公分出现的微孔缺陷小于一个，有些产品甚至只能保证每平方公分小于5个缺陷。
另一个指标则是BPD（basal plane defect，基晶面位错缺陷），这指的是基板碳化硅结晶当中，哪一些晶体的形状被摆错了，带有硅原子的那一面，没有依照设计摆在该有的位置上，也会影响制造出半导体的性能。而汉民展出的6吋碳化硅基板资料，每平方公分只有254个这样的缺陷。
科锐的产品规格，只要每平方公分小于1,500个，就算最高级基板。“BPD数字通常都是以千为单位计算。”相关人员透露，汉民目前能做到每平方公分只有200多个缺陷。
“碳化硅的硬度仅次于钻石。”一位业界人士观察，光是生产出高纯度的材料还不够，把碳化硅晶棒切成晶圆，不会造成更多的瑕疵，也是一项高难度技术。汉民也在现场展出他们的生产流程，从买进碳化硅材料开始，长出数公分厚的碳化硅晶锭，再切割成晶圆片，表面抛光，汉民都自行完成；加上汉民投资汉磊和嘉晶，分别负责磊晶和加工，汉民在第3代半导体布局的拼图，愈来愈完整。
本刊采访得知，汉民的基板目前已通过嘉晶、汉磊认证，能用于碳化硅生产线上。汉民预计明年将在竹南设厂生产碳化硅基板，不会卖相关的设备机台，是否会对外销售基板则尚未决定。此外，稳懋等公司生产需要的是全绝缘的碳化硅基板，这种材料目前仍没有台厂能生产。
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▲ 汉民此次展出的4吋和6吋碳化硅基板，中间为未抛光的6吋碳化硅基板。
传已获认证，明年设厂生产
知情人士表示，“做得出高品质的基板是一回事，能不能做到赚钱，又是另一回事。”汉民的下一个重点，将是如何控制成本。
不过，汉民集团今年才把负责碳化硅芯片设计的瀚薪公司拥有的专利及研发团队转让给中国。现在也面临欧美化合物半导体厂实力雄厚，台湾难以打入欧美车厂供应链的难题，因此台厂的主要市场仍在大陆。面对中国用市场换技术的压力，汉民是否能守住底线，将关键技术留在台湾，仍待观察。
https://finance.technews.tw/2021/05/08/third-generation-semiconductor-hermes-technology/