第三代半导体对于中国产业升级的意义

半导体产业带来了第三次工业革命,也就是计算机及信息技术革命,对于人类社会生产力和生活的改变是巨大的。而半导体材料也从第一代逐渐来到了第三代,这也必将带来新一轮的产业升级,对于中国的制造业转型升级更是意义非凡。

大家都知道第一代半导体材料就是硅和锗,第二代半导体则升级为化合物半导体材料,比如砷化镓和锑化铟等等,第三代半导体材料则以碳化硅为主,还包括氮化镓等。对比第一代和第二代半导体材料,第三代半导体材料碳化硅具有更大的宽带禁度,说通俗点就是可以承受更高的击穿电场,而且有着更高的热传导率(意味着节能)和抗辐射能力。因此,碳化硅适用于高温、高频、抗辐射及大功率工作环境的半导体器件。

如果上面枯燥的解释不够直接明了的话,那么只要告诉你,我国规划的十大战略领域中有五个需要用到大功率原件(如下图),想必你就马上清楚第三代半导体的战略重要性了。

大家也都知道,我国每年的芯片进口金额甚至还要高于石油,年甚至逼近2万亿元大关。而未来大功率元件的占比会越来越高,预计中国的用量将占比40%左右。然而,眼下这些大功率元件98%以上都来自美欧日企业,中国自给率还不到1.5%……根据《电力电子行业“十三五”发展指导意见》,支持新型电子元件,包括IGBT、MOSFET、FRD、功率集成电路的设计、制造、封测、组装。

当下,碳化硅晶片和器件的成本仍然高于第一代和第二代半导体,不过根据工业和信息化部电子科学技术情报研究所的预测,碳化硅器件有望在年实现盈亏平衡,在年迎来市场规模的巨大增长。矢野经济研究所也预测,年第三代半导体市场有望在碳化硅的推动下达到28.2亿美元。

值得欣慰的是当下国内已经有众多企业投入了第三代半导体的研发,甚至已经开始投产,这是一个好的开始。贸易摩擦让我们发现自己在半导体芯片领域的短板,在即将到来的第三代半导体产业升级浪潮中,我们有信心不再掉队了。




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