在后摩爾定律時(shí)代，各式各樣的增加價(jià)值方式都被拿出來討論。其中有一塊是對于已經(jīng)投入生產(chǎn)的龐大設(shè)備資產(chǎn)活化。方法包括自動化－以前150mm和200mm的設(shè)備自動化遠(yuǎn)遜于300mm的，再加上人工智能的增值，舊廠舊設(shè)備也能大幅提升生產(chǎn)力，創(chuàng)造新價(jià)值。

另一個(gè)方向是在這些已然故舊的制程、設(shè)備上創(chuàng)造新元件。在300mm的設(shè)備、非最先進(jìn)制程上，談的最多的是硅光子、MRAM和量子計(jì)算機(jī)。而在150mm/200mm上，已經(jīng)開始上線的就是寬能隙(wide band gap)元件了。

物質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)是由物質(zhì)的能帶(energy band)決定的。當(dāng)價(jià)帶(valence band)與導(dǎo)電帶(conduction band)接觸－帶隙值為0，電子可以在各能帶間自由移動，這就是導(dǎo)體。當(dāng)價(jià)帶與導(dǎo)電帶分離很遠(yuǎn)－或者帶隙值很大，電子困于價(jià)帶無法自由移動，這就是絕緣體。帶隙值在兩者之間，導(dǎo)電或絕緣可以由外頭施加電壓來操控，這就是半導(dǎo)體。

過去半導(dǎo)體選用硅當(dāng)材料是因?yàn)槠淠芟?energy gap)大小適中，硅的帶隙值為1.1eV，在室溫下性質(zhì)穩(wěn)定，操控的電壓也毋需太大。然而在新的應(yīng)用需求下，譬如高電壓、大電流、高切換(switch)速度等要求，有更合適的材料來制作元件，這就是寬能隙材料。

寬能隙材料是指帶隙在2~7eV之間的半導(dǎo)體。兩種材料在科研界受注目已久，而在此時(shí)逐漸浮上產(chǎn)業(yè)臺面的SiC(Silicon Carbide)與GaN(Gallium Nitride)，它們的帶隙分別是3.023eV(6H) / 3.265 eV(4H)與3.4eV(SiC有6H和4H兩種結(jié)構(gòu))。寬能隙的好處是以它為材料制成的元件能夠耐受的電壓、電流和溫度都較硅大幅提升，用術(shù)語來説，它們的擊穿電壓(breakdown voltage)很高。而且它們切換的速度快、能耗低，這就構(gòu)成了功率元件的基礎(chǔ)條件。

過去以硅為材料的功率元件包括二極管(bipolar)、功率晶體(power MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT)等，曾經(jīng)也滿足了部分的需求。但是在未來的5G、電動汽車、再生能源、快速充電等新應(yīng)用上，寬能隙元件都有機(jī)會取代硅基功率元件。

SiC發(fā)展的較早，在150mm上已開始生產(chǎn)，目前有廠商開始生產(chǎn)200mm的晶圓，所以200mm芯片的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)也不是太久的事，GaN目前還在150mm上。但它優(yōu)異的性能讓廠商迫不急待的商業(yè)化。

后摩爾定律時(shí)代增加價(jià)值的方式短期內(nèi)將是百花齊放，但是有三個(gè)明顯的大領(lǐng)域已然先成形：3D、人工智能與自動化，第三個(gè)則是材料，寬能隙元件正是其中顯眼的一個(gè)方向！