针对您提出的问题，即单位对签过三次合同、有20年工龄的员工在第三次合同到期后恶意不续签合同应如何赔偿，以下是我根据相关法律法规和实际情况给出的详细解答：
一、法律依据与核心判断
首先，我们需要明确的是，根据《中华人民共和国劳动合同法》的相关规定，当劳动者与用人单位连续订立二次固定期限劳动合同，且劳动者没有严重违反用人单位规章制度、不能胜任工作等情形时，续订劳动合同的，除劳动者提出订立固定期限劳动合同外，应当订立无固定期限劳动合同。若用人单位在此情况下拒绝续签，则构成违法终止劳动合同。
二、赔偿标准与计算方式
经济补偿金：
- 根据《劳动合同法》第四十七条，经济补偿按劳动者在本单位工作的年限计算，每满一年支付一个月工资的标准向劳动者支付。对于您的情况，20年工龄即意味着应支付20个月工资作为经济补偿。
- 六个月以上不满一年的，按一年计算；不满六个月的，向劳动者支付半个月工资的经济补偿。这一条款在您的情况下不直接适用，但为全面理解法律条款，特此说明。
- 月工资是指劳动者在劳动合同解除或者终止前十二个月的平均工资。这是计算经济补偿金的基础。
赔偿金：
- 由于用人单位违法终止劳动合同，劳动者除了可以获得上述经济补偿金外，还可以要求用人单位按照经济补偿标准的二倍支付赔偿金。
- 即，对于您的情况，如果应得的经济补偿金为20个月工资，那么用人单位需要支付的赔偿金就是40个月工资。
三、特殊情况与注意事项
劳动者过错：
- 如果劳动者存在《劳动合同法》第三十九条规定的严重违反用人单位规章制度、严重失职等情形，用人单位可以解除劳动合同且无需支付经济补偿或赔偿金。但您提到的情况是“恶意不续签”，且未提及劳动者存在过错，因此此条款不适用。
劳动者主动提出不续签：
- 如果劳动者在第三次劳动合同到期后主动提出不续签或要求签订固定期限劳动合同，而用人单位同意的，则用人单位无需支付赔偿金。但您的情况是用人单位恶意不续签，因此此条款也不适用。
特殊保护情形：
- 对于在单位连续工作满十年且距离法定退休年龄不足五年的劳动者，即使不符合无固定期限劳动合同的条件，单位在第三次合同到期后不续签也可能需要支付经济补偿金。您的情况已满足连续工作满十年的条件，且若距离法定退休年龄不足五年，则这一特殊保护情形也适用。但无论如何，由于用人单位是“恶意不续签”，因此至少应支付经济补偿金，并可能因违法终止而需支付赔偿金。
四、维权途径与建议
保留证据：
- 劳动者应保留好与用人单位签订的劳动合同、工资单、考勤记录等证据，以便在发生争议时维护自己的合法权益。
协商解决：
- 在劳动合同到期前或到期后，劳动者可以与用人单位进行协商，就续签劳动合同或赔偿事宜达成一致意见。但鉴于您提到的是“恶意不续签”，协商可能难以达成一致。
申请仲裁或诉讼：
- 如果用人单位拒绝续签劳动合同并拒绝支付赔偿金，劳动者可以向当地劳动人事争议仲裁委员会申请仲裁。对仲裁结果不服的，还可以向人民法院提起诉讼。这是维护自己合法权益的有效途径。
综上所述，对于您的情况，单位在第三次合同到期后恶意不续签合同，应至少支付您20个月工资作为经济补偿金，并可能因违法终止而需支付40个月工资作为赔偿金。建议您保留好相关证据，并与用人单位进行协商；协商不成的，可以向当地劳动人事争议仲裁委员会申请仲裁或向人民法院提起诉讼来维护自己的合法权益。