作为电子信息技术发展的基础ღ◈★✿，全球半导体材料经历了数代的更迭ღ◈★✿。在第一二代半导体材料的发展上ღ◈★✿，我国起步时间远远慢于其他国家ღ◈★✿，导致在材料上处处受制于人ღ◈★✿，但是在第三代半导体材料领域ღ◈★✿，国内厂商起步与国外厂商相差不多日本1卡2卡3卡区ღ◈★✿，有希望实现技术上的追赶ღ◈★✿，完成国产替代ღ◈★✿。
如今ღ◈★✿，以碳化硅ღ◈★✿、氮化镓为代表的第三代半导体材料逐渐进入产业化加速放量阶段ღ◈★✿，而它们依靠自身优异性能ღ◈★✿，在新能源汽车日本1卡2卡3卡区ღ◈★✿、信息通讯ღ◈★✿、智能电网等领域为我国打开了巨大的市场ღ◈★✿。
甚至有专家认为ღ◈★✿，2023年将是第三代半导体大放异彩的一年日本1卡2卡3卡区ღ◈★✿，市场将见证一个“技术快速进步ღ◈★✿、产业快速增长ღ◈★✿、格局大洗牌”的“战国时代”ღ◈★✿，也是我国实现“换道超车”的一次重要机会ღ◈★✿。
那么ღ◈★✿，第三代半导体的快速发展对我国来说意味着什么？目前该产业在我国的发展如何？未来又需要解决哪些发展中的问题？今天ღ◈★✿，请跟随《中国科技信息》一起来探寻这些问题的答案ღ◈★✿。
第三代半导体材料是指以碳化硅ღ◈★✿、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料ღ◈★✿，主要应用于高压ღ◈★✿、高温ღ◈★✿、高频场景ღ◈★✿。
与前两代半导体材料相比ღ◈★✿，第三代半导体材料禁带宽度大日本1卡2卡3卡区ღ◈★✿，具有击穿电场高ღ◈★✿、热导率高ღ◈★✿、电子饱和速率高ღ◈★✿、抗辐射能力强等优势ღ◈★✿。因此相较于传统硅基器件ღ◈★✿，采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅体积小重量轻ღ◈★✿，同时还具备更高的功率输出密度ღ◈★✿、更高的能量转换效率ღ◈★✿，可以显著提升系统装置的性能ღ◈★✿。
其中ღ◈★✿，碳化硅是第三代半导体材料的核心ღ◈★✿。碳化硅器件具备耐高压日本1卡2卡3卡区ღ◈★✿、低损耗和高频三大优势ღ◈★✿，可以满足高温ღ◈★✿、高压ღ◈★✿、大功率等条件下的应用需求ღ◈★✿，广泛应用于新能源汽车ღ◈★✿、光伏ღ◈★✿、工控等领域ღ◈★✿。而氮化镓器件具备高开关频率ღ◈★✿、耐高温ღ◈★✿、低损耗等优势ღ◈★✿，可用于制作功率ღ◈★✿、射频贝博ღ◈★✿、光电器件ღ◈★✿，广泛应用于消费电子ღ◈★✿、新能源车ღ◈★✿、国防ღ◈★✿、通信等领域贝博ღ◈★✿。
尽管在第一二代半导体材料的发展上ღ◈★✿，我国起步时间慢于其他国家ღ◈★✿，且“弯道超车”难度很大ღ◈★✿。但在第三代半导体材料领域ღ◈★✿、国内厂商起步与国外厂商相差不多ღ◈★✿。5G基站建设ღ◈★✿、人工智能ღ◈★✿、工业互联网等“新基建”建设力度的加快ღ◈★✿，以及在新能源汽车ღ◈★✿、光伏ღ◈★✿、储能等需求带动下ღ◈★✿，对半导体器件性能提出更高要求ღ◈★✿，国际第三代半导体产业增长超预期ღ◈★✿，整个产业进入高速成长期ღ◈★✿。因此ღ◈★✿，在这条全新跑道上ღ◈★✿，我国有希望实现技术上的追赶ღ◈★✿，完成国产替代ღ◈★✿，也就是人们常常提到的“换道超车”概念ღ◈★✿。
我国在第三代半导体领域“换道超车“ღ◈★✿，主要得益于我国几大重点发展产业ღ◈★✿：新能源车ღ◈★✿、光伏ღ◈★✿、风电ღ◈★✿。近年来ღ◈★✿，相关产业市场需求不断扩大ღ◈★✿、产值不断增长ღ◈★✿，而半导体材料在这些产业中发挥着较为关键的作用ღ◈★✿，因此贝博ღ◈★✿，它们无疑会带动第三代半导体领域的发展ღ◈★✿，推进国产替代加速ღ◈★✿。
而数据和产业发展趋势也显示ღ◈★✿，“换道超车”发展重任落在了落在“碳化硅”身上ღ◈★✿。首先ღ◈★✿，碳中和趋势下ღ◈★✿，碳化硅有望在新能源汽车ღ◈★✿、光伏ღ◈★✿、风电ღ◈★✿、工控等领域的持续渗透ღ◈★✿。例如ღ◈★✿，在新能源车产业中ღ◈★✿，以碳化硅为基础生产的一个核心产品名为“衬底”ღ◈★✿，就是类似于一个托盘ღ◈★✿，是制作芯片的物理基础ღ◈★✿，在应用到汽车后ღ◈★✿，可以降低整车功耗20%ღ◈★✿，并使车辆的续航里程提升5%—15%ღ◈★✿。这足以说明碳化硅在时代背景下的重要意义ღ◈★✿。
其次ღ◈★✿，不久前发布的《2022第三代半导体产业发展白皮书》显示ღ◈★✿，我国第三代半导体产业已进入成长期ღ◈★✿，技术稳步提升ღ◈★✿，产能不断释放ღ◈★✿，国产碳化硅器件及模块发展更快ღ◈★✿，已经开始“上机”贝博ღ◈★✿，生态体系逐渐完善ღ◈★✿，自主可控能力不断增强ღ◈★✿，整体竞争实力日益提升ღ◈★✿。
另有数据预测ღ◈★✿，从2021年到2026年ღ◈★✿，碳化硅产品需求有望从10亿美元增长到35亿美元ღ◈★✿，氮化镓功率产品需求有望从不到1亿美元增长到21亿美元ღ◈★✿。
从全球市场增速来看ღ◈★✿，第三代半导体材料将成为创新增长的重要方向ღ◈★✿。可以说ღ◈★✿，以碳化硅日本1卡2卡3卡区ღ◈★✿、氮化镓为代表的第三代半导体迎来了“最好的时代”ღ◈★✿。
近年来ღ◈★✿，国家持续出台相关政策支持第三代半导体发展ღ◈★✿，在 2021 年列入十四五规划后ღ◈★✿，各地方也掀起了第三代半导体投资热潮ღ◈★✿。目前ღ◈★✿，以京津冀鲁ღ◈★✿、长三角ღ◈★✿、珠三角ღ◈★✿、闽三角ღ◈★✿、中西部等五大重点发展区域ღ◈★✿，北京ღ◈★✿、深圳ღ◈★✿、济南ღ◈★✿、保定等多个城市都有深入布局ღ◈★✿，打造覆盖衬底ღ◈★✿、外延ღ◈★✿、芯片及器件ღ◈★✿、模组ღ◈★✿、封装检测以及设备和材料研发的第三代半导体全产业链生态ღ◈★✿。
同时ღ◈★✿，许多半导体企业贝博ღ◈★✿，尤其是上市公司ღ◈★✿，都已抢先在第三代半导体市场布局ღ◈★✿。衬底环节厂商包括天岳先进ღ◈★✿、天科合达等ღ◈★✿；外延厂商包括瀚天天成ღ◈★✿、东莞天域等ღ◈★✿；设计厂商包括上海瞻芯电子ღ◈★✿、上海瀚薪等ღ◈★✿；IDM 厂商则有三安光电ღ◈★✿、时代电气ღ◈★✿、华润微ღ◈★✿、士兰微等ღ◈★✿。
数据显示ღ◈★✿，2022年我国第三代半导体功率电子和微波射频两个领域实现总产值141.7亿元ღ◈★✿，较2021年增长11.7%ღ◈★✿，产能不断释放贝博ღ◈★✿。其中ღ◈★✿，碳化硅产能增长翻番ღ◈★✿，氮化镓产能增长超30%ღ◈★✿；新增投资扩产计划较2021年同比增长36.7%ღ◈★✿；资本市场活跃ღ◈★✿，并购金额超45亿元ღ◈★✿，66家企业融资超64亿元贝博ღ◈★✿。
在释放积极信号的同时贝博ღ◈★✿，这些数字也意味着ღ◈★✿，未来我国第三代半导体企业将面临内外部的激烈竞争ღ◈★✿。《2022第三代半导体产业发展白皮书》认为ღ◈★✿，国际半导体企业急速扩张ღ◈★✿，力图迅速抢占市场ღ◈★✿，全球供应链格局正逐步成型ღ◈★✿，国际龙头企业“卡位战”即将结束ღ◈★✿。而国内企业技术和产业化水平依然落后ღ◈★✿，产线平台刚刚搭建ღ◈★✿，核心器件尚未进入汽车ღ◈★✿、手机等龙头企业供应链ღ◈★✿，整体国产化率偏低ღ◈★✿。
对此ღ◈★✿，专家指出ღ◈★✿，国内企业需要加倍努力ღ◈★✿，在技术创新ღ◈★✿、人才培养ღ◈★✿、产品可靠性和产能提升ღ◈★✿、标准制定以及应用拓展等方面协同发力ღ◈★✿，共同打造良好的产业生态ღ◈★✿，促进产业良好ღ◈★✿、快速发展ღ◈★✿。
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