第三代半导体目前发展现状及未来趋势分析
日前,科技部高新司在北京组织召开“十二五”期间863计划重点支持的“第三代半导体器件制备及评价技术”项目验收会。
通过项目的实施,中国在第三代半导体关键的碳化硅和氮化镓材料、功率器件、高性能封装以及可见光通信等领域取得突破。
此前,国内首个《第三代半导体电力电子技术路线图》正式发布。
《第三代半导体电力电子技术路线图》围绕电力电子方向,主要从衬底/外延/器件、封装/模块、SiC应用、GaN应用等四个方面展开论述,提出了中国发展第三代半导体电力电子技术的路径建议和对未来产业发展的预测。
半导体产业进入第三个阶段
半导体产业发展至今经历了三个阶段,第一代半导体材料以硅(Si)为代表,以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体材料和以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)等宽禁带为代表的第三代半导体材料。
相较前两代产品,第三代半导体的性能优势非常显着且受到业内广泛好评。
以GaN、SiC为代表的第三代半导体材料最大的优点在于能够适应高压,高频和高温的极端环境,性能大幅提升。
由于SiC和GaN的禁带宽度远大于Si和GaAs,相应的本征载流子浓度小于Si和GaAs,宽禁带半导体的最高工作温度要高于第一、第二代半导体材料。
击穿场强和饱和热导率也远大于Si 和GaAs。
因此,它们是5G时代基站建设的理想材料。
电力电子应用
当今,许多公司都在研发SiC MOSFET,领先企业包括美国科锐(Cree)。