氮化镓往往应用于小功率器件,比如现有的快充充电器。而碳化硅也更多应用于高电压大功率器件当中,比如汽车电子以及高压线路等等。
第三代半导体是以碳化硅(SiC) 、氮化镓(GaN) 为主的半导体材料,与第一代、第二代半导体材料(SI、CaAs)不同,第三代半导体材料具有高频、高效、高功率、耐高压、抗辐射等诸多优势特性,在5G、新能源汽车、消费电子、新一代显示、航空航天等领域有重要应用。目前主要应用在5G、新能源车、充电桩、光伏、轨道交通等领域的核心部件上,而以上领域都是国家重点发展的方向。
在第一代和第二代半导体材料的发展上,我国由于起步时间远远落后,导致在材料供应上受制于人。但在第三代半导体材料领域,国内厂商起步与国外厂商相差不多,且渗透率较低,国产替代空间巨大,在“十四五”等国家政策的密集推动下,国内厂商有望实现技术弯道超车。
第一代半导体材料以硅(Si)、锗(Ge)为代表,该类材料产业链较为成熟,技术储备完善且制作成本较低,目前主要应用于大规模集成电路中;
第二代半导体材料以砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)为代表,在物理结构上具备直接带隙的特点,相对于 Si 材料具有光电性能佳、工作频率高,抗高温、抗辐射等优势,适用于制作高速高频、大功率及发光电子器件,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料,广泛运用于移动通讯、卫星通讯、光通讯和 GPS 导航等领域;
第三代半导体指以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的化合物半导体,还包括氧化锌(ZnO)和金刚石该类半导体材料禁带宽度大于或等于 2.2eV,因此也被称为宽禁带半导体材料
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