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缘何说第三代半导体会爆发?

2017/4/7 10:15:49      材料来源:赛迪顾问

 

 

(一)一二代半导体各有瓶颈,难以满足新兴市场需求

第一代半导体以硅(Si)、锗(Ge)为代表,主要应用在数据运算领域,硅基芯片在人类社会的每一个角落无不闪烁着它的光辉,随着科技需求的日益增加,硅传输速度慢、功能单一的不足暴露了出来,同时集成电路产业遵循的“摩尔定律”演进趋缓,以新材料、新结构以及新工艺为特征的“超越摩尔定律”成为产业新的发展方向。第二代半导体以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料,主要应用于通信领域。从21世纪开始,智能手机、新能源汽车、机器人等新兴的电子科技发展迅速,同时全球能源和环境危机突出,能源利用趋向低功耗和精细管理,传统的第一、二代半导体材料由于自身的性能限制已经无法满足科技的需求,这就呼唤需要出现新的材料来进行替代。

(二)第三代半导体优势明显,重点领域市场需求量大

以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体材料凭借其宽禁带、高热导率、高击穿电场、高抗辐射能力等特点,在许多应用领域拥有前两代半导体材料无法比拟的优点,有望突破第一、二代半导体材料应用技术的发展瓶颈,市场应用潜力巨大。根据第三代半导体不同的发展情况,其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器以及其他4个领域,每个领域产业成熟度各不相同,其中前沿研究领域,宽禁带半导体还处于实验室研发阶段。预计到2020年,第三代半导体技术应用将在节能减排、信息技术、国防三大领域催生上万亿元潜在市场,而碳化硅和氮化镓器件很可能成为推动整个电力电子、光电子和微波射频三大领域效率提升和技术升级的关键动力之一。

(三)发达国家展开全面部署,美日欧欲抢战略制高点

国际上第三代半导体产业已经整体进入产业形成期,并开始步入激烈竞争的阶段,众多国家将其列入国家战略,从国际竞争角度看,美、日、欧等发达国家已将第三代半导体材料列入国家计划,并展开全面战略部署,欲抢占战略制高点。

(四)国家意志驱动产业发展,第三代半导体迎来机遇

我国政府高度重视第三代半导体材料的研究与开发,从2004年开始对第三代半导体领域的研究进行了部署,启动了一系列重大研究项目,2013年科技部在863计划新材料技术领域项目征集指南中明确将第三代半导体材料及应用列为重要内容。2015年5月,国务院发布《中国制造2025》,新材料是《〈中国制造2025〉重点领域技术路线图》中十大重点领域之一,其中第三代半导体被纳入关键战略材料发展重点;同年,京津冀联合共建了第三代半导体材料及应用联合创新基地,欲抢占第三代半导体战略新高地,并引进国际优势创新资源。2016年作为“十三五”开局之年,科技部、工信部、国家发改委等多部委出台多项政策,对第三代半导体材料进行布局。从政策的内容来看,科技创新仍是重点,产业化布局、专业人才储备、投资鼓励、产业园规划建设、生产制造扶植等方面的支持政策也逐步出台,力争全面实现“换道超车”。地方政策也在2016年大量出台,一方面多地均将第三代半导体写入“十三五”相关规划(17项);另一方面不少地方政府有针对性的对当地具有一定优势的SiC和GaN材料企业进行扶持。


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