據(jù)業(yè)內(nèi)權(quán)威人士透露,，我國計(jì)劃把大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),，寫入“十四五”規(guī)劃，計(jì)劃在2021-2025年期間,，在教育,、科研,、開發(fā)、融資,、應(yīng)用等等各個(gè)方面,，大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，以期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)獨(dú)立自主,。

目前,，關(guān)于第三代半導(dǎo)體有關(guān)的資訊刷屏了朋友圈，可到底什么是第三代半導(dǎo)體呢,？它的優(yōu)勢和亮點(diǎn)又是什么,？它未來的機(jī)遇在哪里？在張江，又有哪些和第三代半導(dǎo)體相關(guān)的企業(yè)呢,？讓我們一起去了解下~

什么是第三代半導(dǎo)體,？

第一代半導(dǎo)體材料，以硅（Si）,、鍺（Ge）為代表,，特別是Si，構(gòu)成了一切邏輯器件的基礎(chǔ),。我們的CPU,、GPU的算力，都離不開Si的功勞,。

第二代半導(dǎo)體材料,，主要是指化合物半導(dǎo)體材料，以砷化鎵（GaAs）,、磷化銦（InP）為代表,。其中GaAs在射頻功放器件中扮演重要角色，InP在光通信器件中應(yīng)用廣泛……

而第三代半導(dǎo)體,，發(fā)明并實(shí)用于本世紀(jì)初年,，涌現(xiàn)出了碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）,、氧化鋅（ZnO）、金剛石（C）,、氮化鋁（AlN）等具有寬禁帶（Eg＞2.3eV）特性的新興半導(dǎo)體材料,，因此也被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。

第三代半導(dǎo)體具有高擊穿電場,、高飽和電子速度,、高熱導(dǎo)率、高電子密度,、高遷移率,、可承受大功率等特點(diǎn)，廣泛用于制作高溫,、高頻,、大功率和抗輻射電子器件，應(yīng)用于半導(dǎo)體照明,、5G通信,、衛(wèi)星通信、光通信,、電力電子,、航空航天等領(lǐng)域。第三代半導(dǎo)體材料已被認(rèn)為是當(dāng)今電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動力。

第三代半導(dǎo)體屬于后摩爾定律概念,，制程和設(shè)備要求相對不高,，難點(diǎn)在于第三代半導(dǎo)體材料的制備，同時(shí)在設(shè)計(jì)上要有優(yōu)勢,。

第三代半導(dǎo)體的機(jī)遇

隨著5G,、新能源汽車等新市場出現(xiàn)，硅（Si）基半導(dǎo)體的性能已無法完全滿足需求,，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）,，即第三代半導(dǎo)體的優(yōu)勢被放大。

另外,，制備技術(shù)進(jìn)步使得碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）器件成本不斷下降,，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）的性價(jià)比優(yōu)勢將充分顯現(xiàn)，第三代半導(dǎo)體未來核心增長點(diǎn)碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）有各自的優(yōu)勢領(lǐng)域,。

一,、碳化硅（SiC）

常被用于功率器件，適用于600V下的高壓場景,，廣泛應(yīng)用于新能源汽車,、充電樁、軌道交通,、光伏,、風(fēng)電等電力電子領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2023年,，SiC功率器件的市場規(guī)模將超過15億美元,，年復(fù)合增長率為31%。

1.【新能源汽車】

在新能源汽車領(lǐng)域,，碳化硅（SiC）器件主要可以應(yīng)用于功率控制單元,、逆變器、車載充電器等方面,。SiC功率器件輕量化,、高效率、耐高溫的特性有助于有效降低新能源汽車系統(tǒng)成本,。

2018年特斯拉Model 3采用了意法半導(dǎo)體生產(chǎn)的SiC逆變器,，是第一家在主逆變器中集成全SiC功率模塊的車企。此外,，近期新上市的比亞迪漢EV也搭載了比亞迪自主研發(fā)并制造的高性能SiC-MOSFET 控制模塊,。

2.【軌道交通】

在軌道交通領(lǐng)域，SiC器件主要應(yīng)用于軌交牽引變流器,，能大幅提升牽引變流裝置的效率,，符合軌道交通綠色化、小型化、輕量化的發(fā)展趨勢,。

二,、氮化鎵（GaN）

側(cè)重高頻性能，廣泛應(yīng)用于基站,、雷達(dá),、工業(yè)、消費(fèi)電子領(lǐng)域：

1.【5G基站】

GaN射頻器件更能有效滿足5G高功率,、高通信頻段的要求,。5G基站以及快充兩個(gè)領(lǐng)域復(fù)合增速較快，有望成為GaN市場快速增長的主要驅(qū)動力,?；贕aN工藝的基站占比將由50%增至58%，帶來大量GaN需求,。預(yù)計(jì)到2022年,，氮化鎵（GaN）器件的市場規(guī)模將超過25億美元，年復(fù)合增長率為17%,。

2.【快充】

GaN具備導(dǎo)通電阻小,、損耗低以及能源轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，由GaN制成的充電器還可以做到較小的體積,。安卓端率先將GaN技術(shù)導(dǎo)入到快充領(lǐng)域,，隨著GaN生產(chǎn)成本迅速下降，GaN快充有望成為消費(fèi)電子領(lǐng)域下一個(gè)殺手級應(yīng)用,。預(yù)計(jì)全球GaN功率半導(dǎo)體市場規(guī)模從2018年的873萬美元增長到2024年的3.5億美元,，復(fù)合增長率達(dá)到85%。

2019年9月,，OPPO發(fā)布國內(nèi)首款GaN充電器SuperVOOC 2.0，充電功率為65W,；2020年2月,，小米推出65W GaN充電器，體積比小米筆記本充電器縮小48％,，并且售價(jià)創(chuàng)下業(yè)內(nèi)新低,。

張江有哪些第三代半導(dǎo)體企業(yè)

張江，擁有中國最完善,、最齊全的集成電路產(chǎn)業(yè)布局,，在集成電路產(chǎn)業(yè)的材料領(lǐng)域，依舊不乏張江企業(yè)的身影,。圍繞第三代半導(dǎo)體,，不完全統(tǒng)計(jì)，張江已有多家企業(yè)布局。

張江既有初創(chuàng)企業(yè)忱芯科技入局,，也有行業(yè)布道者藍(lán)光科技已經(jīng)深耕20載,。此外，多家企業(yè)發(fā)展迅速,，芯元基半導(dǎo)體在氮化鎵材料領(lǐng)域取得重大創(chuàng)新突破,，中晟半導(dǎo)體作為第三代半導(dǎo)體研發(fā)設(shè)備提供商也有新的技術(shù)進(jìn)展。

01 芯元基半導(dǎo)體

上海芯元基半導(dǎo)體科技有限公司（簡稱“芯元基半導(dǎo)體”）,，成立于2014年10月,，專業(yè)從事第三代半導(dǎo)體材料GaN技術(shù)和器件的研發(fā)、生產(chǎn),，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合圖形化襯底（DPSS）,、藍(lán)寶石襯底化學(xué)剝離和晶圓級芯片封裝等LED芯片創(chuàng)新技術(shù)。

公司總部位于上海張江,，并在上海自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)臨港新片區(qū)設(shè)立有研發(fā)中心,。芯元基半導(dǎo)體已完成了多輪融資，投資方包括中微公司,、創(chuàng)徒叢林,、甲湛投資、張江科投等,。

目前已進(jìn)入產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段,。今年3月，基于其獨(dú)創(chuàng)的DPSS襯底技術(shù)（藍(lán)寶石復(fù)合圖形襯底）,，該公司開發(fā)出了低位錯(cuò)密度的高阻GaN（氮化鎵）材料,，可用于電子功率器件和微波射頻器件等的制備。

芯元基開發(fā)的GaN外延晶體質(zhì)量已經(jīng)高于藍(lán)寶石襯底的GaN晶體質(zhì)量,，同時(shí)結(jié)合該公司獨(dú)有的化學(xué)剝離技術(shù),，可以完美地解決藍(lán)寶石襯底的散熱問題，為高端光電子器件,、電子功率器件和微波射頻器件等提供了一個(gè)新的方向,。

02 中晟光電

中晟光電設(shè)備（上海）股份有限公司（簡稱“中晟光電”），成立于2011年5月,，是一家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游設(shè)備廠商,，一直從事第二、三代半導(dǎo)體器件生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備MOCVD（金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積）設(shè)備的研發(fā),、生產(chǎn),、銷售及服務(wù)。

中晟光電具有自主創(chuàng)新的MOCVD關(guān)鍵的核心技術(shù),，在LED照明和深紫外（DUV）應(yīng)用領(lǐng)域,，公司MOCVD設(shè)備已完成市場化運(yùn)作和國產(chǎn)化替代,，第三代半導(dǎo)體GaN分立器件應(yīng)用的ProMaxy? PD設(shè)備正處在市場評估驗(yàn)證階段，GaAs/InP光電通訊等應(yīng)用的ProMaxy? PE設(shè)備也正處在研發(fā)/產(chǎn)業(yè)化階段,。

今年8月,，中晟光電宣布完成新一輪股票定向發(fā)行，由張江火炬創(chuàng)投（上海浦東科創(chuàng)集團(tuán)有限公司旗下公司）領(lǐng)投,，總募集資金1.13億元,，募集資金將主要用于研發(fā)生產(chǎn)第二、三代半導(dǎo)體分立器件高端裝備,。

03 忱芯科技

忱芯科技創(chuàng)立于2020年,，主要為終端客戶提供包括碳化硅功率半導(dǎo)體模塊、驅(qū)動電路和碳化硅電力電子系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)在內(nèi)完整的“模塊+”定制化應(yīng)用解決方案,。

作為國內(nèi)碳化硅領(lǐng)域的先行者之一,，忱芯科技已經(jīng)研發(fā)出多款全碳化硅MOSFET模塊，SiC MOSFET模塊可以作為電力系統(tǒng)的主開關(guān),，更好地發(fā)揮SiC低損耗的特點(diǎn),，相較于SBD模塊，其應(yīng)用范圍更廣且技術(shù)壁壘更高,。忱芯科技未來還將推出碳化硅基MOSFET與硅基IGBT的混合模塊產(chǎn)品,，提供給價(jià)格敏感性偏高的客戶。

此外,，為了一站式解決客戶碳化硅功率模塊的系統(tǒng)應(yīng)用問題,，忱芯科技還開發(fā)出基于最新一代NXP GD3100 驅(qū)動芯片的SiC功率模塊驅(qū)動電路。

同樣在今年8月,，忱芯科技完成數(shù)千萬元人民幣天使輪融資,，由原子創(chuàng)投獨(dú)家投資。

04 藍(lán)光科技

上海藍(lán)光科技有限公司成立于2000年4月,，是國內(nèi)首家從事氮化鎵基LED外延片,、芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)，注冊資金2.75億元,。主要產(chǎn)品有:氮化鎵基高亮度藍(lán),、綠光外延片及芯片。

公司主要股東為央企彩虹集團(tuán)公司,、黑龍江省大正投資集團(tuán)有限公司、北京大學(xué),、合肥鑫城國有資產(chǎn)經(jīng)營有限公司,、上海浦東科技投資有限公司等。公司總部位于上海張江,，資產(chǎn)總額10億元,，員工700余名,，擁有MOCVD生產(chǎn)線20條，年產(chǎn)能藍(lán),、綠芯片100億顆,。

2010年8月，公司在安徽省設(shè)立子公司——合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司,，項(xiàng)目總投資89億元人民幣,，占地面積516畝，共建設(shè)200條MOCVD（45片以上機(jī)）及配套芯片生產(chǎn)線,，年產(chǎn)超高亮度外延1020萬片,，年產(chǎn)全色系芯片2000億顆，年產(chǎn)值115億元,，為國內(nèi)最大的LED產(chǎn)業(yè)化基地,。

截至2010年底，公司擁有規(guī)?；a(chǎn)業(yè)基地約35000平方米,，專業(yè)超凈生產(chǎn)車間7000平方米，資產(chǎn)總額8.7億元,，擁有MOCVD生產(chǎn)線20條,，具備年產(chǎn)芯片100億顆的產(chǎn)能，可為用戶提供高抗靜電,、低衰減的標(biāo)準(zhǔn)芯片和功率型照明芯片,。

發(fā)展第三代半導(dǎo)體的號角已吹響，張江企業(yè)一直走在前行的路上,。