第三代半导体发展正当时！如何解决燃眉之急，实现局部超越？

以碳化硅和氮化镓为主的第三代半导体，是继硅材料之后最有前景的半导体材料之一。

国际上，第三代半导体实现了从研发到规模性量产的成功跨越。全球资本加速进入，产能大幅度提升，企业并购频发，第三代半导体正处于产业爆发初期的“抢跑”阶段。

国内来看，我国政府也高度重视第三代半导体的发展，国家多个科技和产业发展计划均把其列为重点发展方向之一。

在这样的背景之下，我国第三代半导体的发展遇到了怎样的挑战，我们又将如何突出重围？

12月7日，北京大学教授、宽禁带半导体研究中心主任沈波，在由集邦咨询主办的“化合物半导体新应用前瞻分析会”上，就我国第三代半导体技术/产业发展现状和国家十四五科技规划发表了精彩演讲。

北京大学教授、宽禁带半导体研究中心主任 沈波

无可替代的第三代半导体

第三代半导体的三大主要应用领域是光电子、射频电子和功率电子。

射频电子：在军用雷达、5G方面，氮化镓因其更高功率密度，更大带宽在市场内拥有了不可替代的位置。也随之得到了政府和企业的高度重视。

功率电子：新能源汽车、轨道交通系统中采用宽禁带半导体功率模块可使系统体积缩小，重量降低，效率提升；通用电源中目前仍以硅为主，但氮化镓也开始在快充等领域规模化应用。

光电子：氮化物半导体是唯一覆盖从红外到紫外波长的直接带隙半导体材料,基于GaN基LED的半导体照明具有显著的节能效益。迄今为止，在第三代半导体里，光电子，主要是半导体照明，是产能规模最大的。其中，半导体照明是第三代半导体最早的起点，我国国产替代率接近40%，处于世界前列。

半导体照明产业规模世界最大，功率、射频电子发展速度不容小觑！

2020 年我国第三代半导体产业整体总产值达到7千多亿元，半导体照明产值是主体，第三代半导体功率电子和射频电子总产值1百多亿元。

很显然，目前，我国第三代半导体还是以半导体照明为主，但功率电子和射频电子的增长速度不容小觑。

2020年，SiC、GaN功率电子器件市场规模接近50亿元，增长率超过90%，国际供应商占据主要部分；GaN射频电子器件市场规模超过60亿元，增长率超过50%，虽远不能满足市场需求， 但为解决“卡脖子”问题奠定了基础。

“由于我国十四五新基建计划的拉动，5G的建设规模很大，新能源汽车、充电桩、数据中心、快充等等行业的规模发展预期还是非常快的，电子材料和器件的市场规模，未来和半导体照明并驾齐驱应该是可以预计的事情。”沈波教授说到。

三大问题，七个对策！

目前，我国第三代半导体处于飞速发展的阶段，但仍存在一系列挑战和问题。

首先，国际政治风云变幻，面临技术禁运现实危险；其次，战略性产业卡脖子问题亟待解决，产业链安全存在风险。此外，国际已进入产业化快速发展阶段，我国核心材料芯片产业化能力亟待突破。目前，颠覆式创新应用不断出现，如Micro-LED有望成为变革性的新一代信息显示技术。

会上，沈波教授表示，根据国家的形势和当前出现的问题，国家科技计划经过充分的征求意见和分析后提出我国第三代半导体技术和产业要重点发展7个领域， 分别是：碳化硅电子材料和器件、氮化镓高功率电子材料与器件、宽禁带半导体射频电子材料与器件、宽禁带半导体光电子材料与器件、宽禁带半导体深紫外光电材料与器件、第三代半导体新功能材料和器件、宽禁带半导体衬底材料与配套材料。总体目标是从实现“有无”到解决“能用”和“卡脖子” 问题，实现第三代半导体全产业链能力和水平提升，整体国际同步，局部实现超越。（化合物半导体市场Amber）

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