近年來,，隨著功率半導(dǎo)體器件、工業(yè)半導(dǎo)體,、汽車電力電子等領(lǐng)域的空前發(fā)展,，第三代半導(dǎo)體材料越發(fā)凸顯其重要性與優(yōu)越性,。目前發(fā)達國家都將第三代半導(dǎo)體材料及相關(guān)器件等的發(fā)展列為半導(dǎo)體重要新興技術(shù)領(lǐng)域。那么,，什么是第三代半導(dǎo)體材料,？

　　三代半導(dǎo)體材料的發(fā)展變遷

　　第一代半導(dǎo)體材料主要是指Si、Ge元素半導(dǎo)體,，它們是半導(dǎo)體分立器件,、集成電路和太陽能電池的基礎(chǔ)材料。由于地球富含Si元素,，所以目前大多數(shù)的半導(dǎo)體器件,、集成電路等都是在Si襯底上加工形成的。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,，硅材料的制備與工藝日臻完美,，Si基器件的設(shè)計和開發(fā)也經(jīng)過了多次迭代和優(yōu)化,，正在逐漸接近硅材料的極限，Si基器件性能提高的潛力愈來愈小,。

　　第二代半導(dǎo)體材料是指化合物半導(dǎo)體材料,，如GaAs、lnP,、lnSb等,，及三元化合物半導(dǎo)體材料，如GaAsAl,、GaAsP等,，還有一些固溶體半導(dǎo)體材料，如Ge-Si,、GaAs-GaP等,；玻璃半導(dǎo)體（又稱非晶態(tài)半導(dǎo)體）材料，如非晶硅,、玻璃態(tài)氧化物半導(dǎo)體等,；有機半導(dǎo)體材料，如酞菁,、酞菁銅,、聚丙烯腈等。

　　第三代半導(dǎo)體材料主要是以SiC,、GaN,、ZnO、金剛石,、AlN為代表的寬禁帶（禁帶寬度2.3eVg<5.0eV,，通常禁帶寬度大于5.0eV的材料定義為絕緣材料）的半導(dǎo)體材料。目前較為成熟的是SiC和GaN半導(dǎo)體材料,，其中SiC技術(shù)最為成熟,，而ZnO、金剛石和AlN等寬禁帶半導(dǎo)體材料的研究尚屬于起步階段,。

　　如果說第一代半導(dǎo)體材料奠定了微電子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),，第二代半導(dǎo)體材料奠定了信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，那么第三代半導(dǎo)體材料將是提升新一代信息技術(shù)核心競爭力的重要支撐,。與前兩半導(dǎo)體材料相比,，第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場,、更高的熱導(dǎo)率,、更大的電子飽和速度以及更高的抗輻射能力，滿足現(xiàn)代電子技術(shù)對半導(dǎo)體材料提出的高溫、高功率,、高壓,、高頻以及抗輻射等新要求，更適合制作高溫,、高頻,、抗輻射及大功率器件,。

　　全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭的焦點

　　由于第三代半導(dǎo)體材料可以被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域,，且具備眾多的優(yōu)良性能，可突破第一,、二代半導(dǎo)體材料的發(fā)展瓶頸,，故被市場看好的同時，隨著技術(shù)的發(fā)展有望全面取代第一,、二代半導(dǎo)體材料,。

　　目前第三代半導(dǎo)體材料已經(jīng)成為發(fā)達國家戰(zhàn)略部署重點。美國,、日本,、歐盟等國家和地區(qū)均將其置于重要的戰(zhàn)略位置，對其投入巨資進行支持,。2013年日本政府將SiC納入“首相戰(zhàn)略”,，認為未來50%的節(jié)能要通過它來實現(xiàn)；2014年1月,，美國宣布設(shè)立國家下一代電力電子制造業(yè)創(chuàng)新學(xué)院,，5年內(nèi)將至少投入1.4億美元，對寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)進行研究,，加速其商業(yè)化應(yīng)用,；2016年10月，美國成立半導(dǎo)體工作組,，專注于加強美國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),；2015年英國政府和威爾士政府為卡迪夫大學(xué)投資超過2 900萬英鎊，用于建設(shè)新的化合物半導(dǎo)體研究所（ICS）,，該研究所不僅是下一代化合物半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心的重要組成部分,，也是建設(shè)歐洲第5個半導(dǎo)體集群戰(zhàn)略的關(guān)鍵組成部分。

　　跨國企業(yè)也積極布局發(fā)展第三代半導(dǎo)體材料,。第三代半導(dǎo)體材料吸引了大批國際巨頭公司,。美國的科銳公司、道康寧,、II-VI公司,、國際整流器公司、射頻微系統(tǒng)公司,、飛思卡爾半導(dǎo)體公司,，德國的SiCrystal公司和Azzurro公司,，英國的普萊思公司，日本的富士通公司和松下公司,，加拿大的氮化鎵系統(tǒng)公司等,，紛紛開展第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用技術(shù)研發(fā)工作，以期在未來半導(dǎo)體市場競爭中繼續(xù)保持有利地位,。

　　我國緊抓第三代半導(dǎo)體材料彎道超車的機會

　　雖然我國開展SiC,、GaN材料和器件方面的研究工作比較晚，與國外相比水平較低,。但我國也在積極推進,，國家和各地方政府陸續(xù)推出政策和產(chǎn)業(yè)扶持基金發(fā)展第三代半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)，地方政策也大量出臺,。一方面,，多地均將第三代半導(dǎo)體寫入“十三五”相關(guān)規(guī)劃，另一方面,，不少地方政府有針對性對當?shù)鼐哂幸欢▋?yōu)勢的SiC和GaN材料企業(yè)進行扶持,。2013 年科技部在“863”計劃新材料技術(shù)領(lǐng)域項目征集指南中明確將第三代半導(dǎo)體材料及其應(yīng)用列為重要內(nèi)容。2015 年和 2016 年國家02 專項也對第三代半導(dǎo)體功率器件的研制和應(yīng)用進行立項,。2016年,，福建、廣東,、江蘇,、北京、青海等27個地區(qū)出臺第三代半導(dǎo)體相關(guān)政策（不包括LED）近30條,。

　　隨著國家對第三代半導(dǎo)體材料的重視,，我國第3代半導(dǎo)體材料在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面取得很大成就。英諾賽科,、英諾賽科,、世界先進、世紀金光半導(dǎo)體,、中車時代電氣等多家中國企業(yè)布局第三代半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)線,，積極進行相關(guān)的研發(fā)與生產(chǎn)。2018年6月,，中國電科二所SiC單晶粉和設(shè)備生產(chǎn)實現(xiàn)新突破,，實現(xiàn)自主研發(fā)生產(chǎn)；同月,，廣東省“寬禁帶半導(dǎo)體材料,、功率器件及應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新中心”成立，英諾賽科投資60億元的寬禁帶半導(dǎo)體項目落戶蘇州吳江；2018年7月,，世界先進積極擴增8英寸GaN產(chǎn)能,，預(yù)計明年中實現(xiàn)量產(chǎn)，是全球首座8英寸GaN代工廠,，國內(nèi)首個《第三代半導(dǎo)體電力電子技術(shù)路線圖》正式發(fā)布,；2018年8月，深圳加碼第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局,，起草了《深圳市坪山區(qū)人民政府關(guān)于促進集成電路第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干措施（征求意見稿）》,，將依托5G試點建設(shè)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)；2018年9月,，“十二五”期間,，863計劃重點支持的“第三代半導(dǎo)體器件制備及評價技術(shù)”項目進行驗收；同月,，國內(nèi)首條碳化硅智能功率模塊(SiC IPM)生產(chǎn)線在廈門芯光潤澤科技有限公司正式投產(chǎn)……

　　只有加快第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)用開發(fā)，我們才有望不再重蹈第一代,、第二代半導(dǎo)體發(fā)展受制于人,、下游應(yīng)用領(lǐng)域高度依賴進口的被動局面。