中國粉體網(wǎng)訊 第三代半導體又稱寬禁帶半導體，禁帶寬度在 2.2eV 以上，主要以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導體材料。相較于以硅(Si)、鍺元素(Ge)代表的第一代和以砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb)為代表第二代半導體材料，具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率等特點和優(yōu)勢。被廣泛應用于新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、新一代移動通信、消費類電子等領域，被視為支撐能源、交通、信息、國防等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術。寬禁帶半導體，已成為美國、歐洲、日本半導體行業(yè)競相重點研究的方向。
第三代半導體材料風口來臨
第三代半導體材料除包含碳化硅、氮化鎵之外，還有氧化鋅、金剛石、氮化鋁等半導體材料。但氧化鋅、金剛石、氮化鋁等第三代半導體材料的研究尚屬起步階段。業(yè)界也普遍更看好碳化硅和氮化鎵市場前景。據(jù)預測，到 2022 年，碳化硅和氮化鎵功率器件的市場規(guī)模將達 40 億美元以上，年均復合增長率可達45%，屆時將催生巨大的應用市場空間。
在政策上，我國政府主管部門高度重視第三代半導體材料及相關技術的研究與開發(fā)。從 2004 年開始對第三代半導體技術領域的研究進行了部署，并啟動了一系列重大研究項目。2013 年科技部在“863”計劃新材料技術領域項目征集指南中明確將第三代半導體材料及其應用列為重要內(nèi)容。2015 年和 2016 年國家科技重大專項都對第三代半導體功率器件的研制和應用進行立項。2016年國務院發(fā)布的面向2030的6項重大科技項目和9大重大工程中，第三代半導體是“重點新材料研發(fā)及應用”重大項目的重要部分。2016年12月，國務院成立國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展領導小組，加快推進新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展；2017年2月，國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會成立；2017年6月，第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟組織編輯2030國家重點新材料研發(fā)及應用第三代半導體版塊實施方案。
在投資方面，當前國內(nèi)的半導體產(chǎn)業(yè)投資基本上進入了國家主導的投資階段，加上大基金的成立開啟了一輪國內(nèi)投資半導體的熱潮，無論是政府資金，還是產(chǎn)業(yè)資本都紛紛進入這個領域，多地已逐步發(fā)展成為第三代半導體產(chǎn)業(yè)特色集聚區(qū)。
國內(nèi)企業(yè)還需追趕
在碳化硅方面，天科合達、山東天岳、中電集團二所等初步實現(xiàn)4英寸碳化硅單晶襯底材料量產(chǎn)，并開發(fā)出6英寸樣品；泰科天潤、世紀金光、中電五十五所、十三所等多家企業(yè)和機構已實現(xiàn)600-3300V的碳化硅肖特二極管量產(chǎn)，處于用戶驗證階段；中車株洲時代電氣、國家電網(wǎng)聯(lián)研院、廈門三安等企業(yè)建設了6英寸碳化硅電力電子器件工藝線；揚杰科技的碳化硅芯片技術已達到國內(nèi)領先水平。
在氮化鎵方面，中電十三所已形成系列化氮化鎵微波功率器件和MMIC產(chǎn)品，并被華為、中興用于進行基站研發(fā)；蘇州納維、東莞中鎵具備2-4英寸氮化鎵單晶襯底材料的供貨能力；蘇州能訊、蘇州晶湛、江蘇能華、杭州士蘭微、江蘇華功半導體均已進入布局氮化鎵電力電子材料和器件；三安集團也已建設氮化鎵射頻器件工藝線。海特高新通過其子公司海威華芯開始建設6英寸的第二代/第三代半導體集成電路芯片生產(chǎn)線，項目建設規(guī)模：砷化鎵半導體芯片(6寸)40000片/年，氮化鎵半導體芯片(6寸)30000片/年。
由于第三代半導體材料及其制作的各種器件的優(yōu)越性、實用性和戰(zhàn)略性，未來，由碳化硅、氮化鎵材料制成的半導體功率器件將支撐未來節(jié)能技術的發(fā)展趨勢，成為節(jié)能設備最核心的器件，許多發(fā)達國家將第三代半導體材料列入國家計劃，全面部署，竭力搶占戰(zhàn)略制高點。我們在看到半導體產(chǎn)業(yè)政策和資金的支持下，涌現(xiàn)出了一大批相當有技術實力的企業(yè)，并且在部分領域在逐漸縮小與日、美、歐的差距的同時。也應該清晰地認識到，由于中國開展碳化硅、氮化鎵材料和器件方面的研究工作起步比較晚，與日本、歐美等國相比整體水平上還有很大差距，我國在碳化硅、氮化鎵材料的制備與質(zhì)量等問題，特別是原始創(chuàng)新問題，亟待破解。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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