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中国将主导第三代半导体材料
[发布时间]:2015年9月25日 [来源]: [点击率]:4896
【导读】: 第三代半导体材料是近年来迅速发展起来的以碳化硅(SiC) 、氮化镓( GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料。和第一代、第二代半导体材料相比,第三代半导体材料...

  第三代半导体材料是近年来迅速发展起来的以碳化硅(SiC) 、氮化镓( GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料。和第一代、第二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有宽的禁带宽度,高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力强的优点,是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”。

  从目前第三代半导体材料和器件的研究来看,较为成熟的是SiC和GaN半导体材料,而氧化锌、金刚石、氮化铝等材料的研究尚属起步阶段。碳化硅半导体衬底材料是目前发展最为成熟的第三代半导体材料,作为第三代半导体发展的核心材料碳化硅广泛应用于电力电子、微波通信、光电子等领域,在新能源汽车、电力输送、风力及太阳能发电、通讯基站、卫星通信、半导体照明等方面具有显著优势;军事应用于有源相控阵雷达,X波段预警雷达,航母的预警、火控雷达、电磁弹射器,电气化舰船与飞机的电源系统。正在成为全球半导体产业新的战略高地。
  据了解,与低一级的Si相比,作为第三代半导体材料的SiC拥有诸多优点:高10倍的电场强度,高3倍的热导率,宽3倍禁带宽度,高1倍的饱和漂移速度。因此,业界普遍看好SiC的市场发展前景。根据预测,至2022年,其市场规模将达到40亿美元,年平均复合增长率可达到45%。
  “碳化硅器件在高温、高压、高频、大功率器件以及航天、军工、核能、新能源汽车、LED照明等领域有很强的优势。”台州市一能科技有限公司创始人张乐年谈及半导体级碳化硅原料项目时说到,“作为科技部863计划第三代半导体材料及应用的基础原料,碳化硅原料的国产化,将加快碳化硅器件的普及,既节约60座以上核电站的电力以及减少10%以上石油消耗,又能够使中国在价值4000亿美元的第三代半导体产业中占据主导地位。”
  我国政府也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9月9日在国家科技部、工信部、北京市科委的支持下,由第三代半导体相关的科研机构、大专院校、龙头企业自愿发起筹建的“第三代半导体产业技术创新战略联盟”正式在京成立。
  第三代半导体想要永续发展应满足:基础研发、开放创新、降低成本与可持续发展等条件。应围绕产业链构建创新链,促进产学研合作以及跨界应用的开放协同创新,推动产业生态体系的建设,培育形成一批拥有自主知识产权、知名品牌和市场竞争力强的骨干企业群,形成全国一盘棋的发展合力,抓住换道超车的历史性机遇,实现创新驱动发展,在国际上抢占产业发展制高点,重构全球半导体产业格局。

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