第三代半导体材料即宽禁带半导体材料，又称高温半导体材料，主要包括碳化硅、氮化镓、氮化铝、氧化锌、金刚石等。这类材料具有宽的禁带宽度（禁带宽度大于2.2ev）、高的热导率、高的击穿电场、高的抗辐射能力、高的电子饱和速率等特点，适用于高温、高频、抗辐射及大功率器件的制作。第三代半导体材料凭借着其优异的特性，未来应用前景十分广阔。

 大力发展第三代半导体的必要性和紧迫性

 1、积极发展第三代半导体材料利国利民。第三代半导体材料可用于制作新一代电力电子器件，应用于国民经济及国家安全保障的各个领域。一方面，从社会发展的角度，当今社会发展对于电子器件提出更高的要求，如抗辐射、高功率、高能效等，第三代半导体材料的应用可以有效满足社会发展对电力电子器件的新要求；另一方面，从国家安全角度来看，第三代半导体材料可应用于军用飞机、陆地坦克以及高性能雷达系统等军事装备。

 2、大力发展第三代半导体材料是有效实现我国节能降耗的有效途径。第三代半导体材料制成电子器件应用于各个领域，可有效提升效率，降低损耗。

 3、第三代半导体材料是各国竞相发展的战略性新兴产业。第三代半导体材料因其优异的性能和广泛的应用，已受到世界各国的重视，美国、日本、欧盟等国家和地区均将其置于重要的战略位置，对其投入巨资进行支持。如2013年日本政府将SiC纳入“首相战略”，认为未来50%的节能要通过它来实现；2014年1月，美国总统奥巴马宣布设立国家下一代电力电子制造业创新研究所，五年内将至少投入1.4亿美元，对宽带隙半导体技术进行研究，从而使电力电子器件更加快速、高效和小巧。

 第三代半导体材料发展现状及趋势

 从目前第三代半导体材料和器件的研究来看，SiC和GaN较为成熟，而ZnO、AlN和金刚石等第三代半导体材料的研究还处于起步阶段。下面将重点介绍SiC和GaN的发展情况。

1     、SiC的发展现状及趋势  
（1）发展现状

 与传统Si材料相比，SiC材料各项性能如表2。依据不同的性能，制成的SiC器件广泛应用于各种不同领域。如凭借其良好的导热性,制成 SiC 器件可以被用在高温工作环境中，如石油和地热钻井勘探、汽车发动机、航空、航天探测、核能开发、卫星等应用领域；凭借其宽禁带和高化学稳定性，SiC 器件可以被用在抗辐射领域；凭借其高击穿场强,制成高功率SiC 器件应用在雷达、通信和广播电视领域；凭借其高电子饱和速率，制成高频和微波SiC 器件更是不可替代。不仅如此，SiC材料还是发光二极管和激光二极管的重要衬底材料。

 目前，全球SiC材料的生产商主要包括美国的Cree公司、Dow Corning和II-VI公司，德国的SiCrystal公司，以及我国的北京天科合达、山东天岳、东莞天域以及厦门瀚天天成等，其中美国Cree公司是全球最大的SiC材料供应商，德国SiCrystal公司是欧洲市场的主要供应商。

 我国SiC材料产业起步晚。早在1991年，美国Cree公司就成功推出SiC材料，而我国在上世纪90年代末才开始着手研究SiC材料，直到2006年9月才成立了首家SiC材料生产企业——北京天科合达蓝光半导体有限公司。随着近几年SiC材料的快速发展，我国碳化硅材料产业发展技术水平与国外差距正在缩小。2011年北京天科合达准备进入4英寸SiC晶体量产，2013年开始进行6英寸SiC晶体研发工作。如今，北京天科合达已经建成了SiC生长的生产线以及加工、检测、清洗、封装的生产线，发展成为亚太地区SiC晶片生产制造的先行者。

 目前，国内许多高校和研究机构积极开展SiC 晶体生产的研究工作，这为我国SiC材料研究工作的开展搭建了很好的研发平台，表4是国内SiC晶体的重点研发单位。当前，SiC晶片在我国研发尚属起步阶段，SiC晶片在国内的应用较少，SiC材料产业的发展缺乏下游应用企业的支撑。

 （2）发展趋势

 SiC材料十分符合低碳经济的发展要求，备受各国的关注，未来发展前景十分广阔。以半导体电源为例，当前全球整个半导体电源市场规模是340亿美元，但是碳化硅电源半导体市场占整个半导体电源市场的比例尚不足1%。据业内人士分析预测，碳化硅半导体电源市场将在未来十年内得到快速发展并在市场上占据一定的规模。今后，随着SiC材料在电动汽车、混合动力汽车、电源输送元器件、LED照明、光伏应用等众多领域的应用，SiC材料将保持高速发展。据Market Research研究表明，在未来的10年内碳化硅的生产商有望达到38%的年复合增长率。

本文摘自：材料十