在第三代氮化镓芯片时代，中国可能会来者居上吗？

最近随着5G的普及，第三代半导体的应用也越来越被行业和大众所关注，在5G芯片上也被大量应用，那究竟什么是第三代半导体氮化镓呢？它有什么过人之处？在新一代半导体的应用研发上我们能否做到后来居上，打破关键技术被外国“卡脖子”的命运呢？

什么是第三代半导体氮化镓？

说到第三代半导体，我们就应该回顾一下半导体的发展历史。第一代半导体最早是锗，后来应用最广泛的是硅，它们的特点是原料易得，所以被大规模使用，包括我们现在许多芯片都是近乎纯净的硅制备成硅单晶后在经过各种加工做成的。

第二代半导体是复合物，包括我们最常用的砷化镓等化合物，在早期的时候，它在功放等功能上具有明显的优势。但是由于砷元素有剧毒，比如砒霜中就含有砷元素，所以后来砷化镓就逐渐被禁用了。

再到后来，性能更加优越的的第三代半导体材料出现了。第三代半导体和第二代半导体一样都是复合物，研究最为广泛的当属氮化镓和碳化硅，以及氮化铝等。在应用方面，碳化硅在高电压、大功率等领域有着独特的优势，而氮化镓的转换频率可以做到很高，所以经常被应用于高频功放器件领域；氮化铝则因为其特色的性能，在民用上面涉及得比较少。

功率半导体是电动车的核心，LED是显示设备的核心，射频是5G通讯的核心，这三个的最基本就是碳化硅，所以才会由很多业内人士称碳化硅是半导体材料中的王者，而氮化镓形容成温柔而又文雅的女士，站在碳化硅这位巨人的肩膀上进行极致发挥，应该被誉为半导体材料的王后。

我国氮化镓的研究进展

自2018年中兴被美国制裁到2019华为被美国制裁，根源上仍然是我国半导体行业有重大短板，目前最为民众关注的就是能否利用第三代半导体弯道超车。第三代半导体投资并不是很大，重点是人才，注重人才的培养对后面的研发和部署都具有重大的战略意义。

而现在全世界最强大的5G领域国家是以中国，美国和欧洲为核心的，在这次全世界的5G标准的立项并且通过的企业也是中国占了大头，一共就有21项，其中包括中国移动10项，华为8项，中兴2项，联通1项，而以前一直处于霸主地位的美国只有9项。这些也足以可以说明5G标准的主导者当然是中国了。同时中国在5G上应用第三代半导体的技术也位居世界前列。

5G它是个庞大的体系，他的强大得由多方力量支撑，在这个体系中，我们中国除了芯片方面要稍微弱势一点，其他都是排在世界前列，而第三代氮化镓芯片时代也打破了以前一无所有的境遇。中国5G的发展，绝不仅仅是通信技术本身的开阔，更是对社会发展的影响，也会在很大程度上改变中国的实力。让我们的国家在国际上有着更大的话语权。

第三代半导体材料以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石(C)为代表，我国从1995年开始涉足第三代半导体材料的研究。其中，碳化硅凭借其耐高压、耐高温、低能量损耗等特性被认为是5G通信晶片中最理想的衬底，氮化镓则凭借其高临界磁场、高电子迁移率的特点被认为是超高频器件的绝佳选择。需要说明的是，第三代半导体与第一代、第二代半导体之间并不是相互替代的关系。它们适用于不同的领域，应用范围有所交叉，但不是完全等同。第三代半导体有其擅长的领域，在特定的“舒适区”内性能确实是优于硅、锗等传统半导体材料，但在“舒适圈”之外，硅仍然占据王者地位

半导体龙头企业如下：

1、硅片：中环股份、上海硅产业（上海新阳占股7%）8寸均已量产，12寸上硅2019年底量产，中环2020年第一季度量产。

2、光刻胶及试剂：北京科华、晶瑞股份、南大光电、上海新阳；光刻胶技术路线：紫外宽谱300-450nm→G线436nm→i线365nm→KrF248nm→ArF193nm→EUV13.5nm，北京科华量产KrF，晶瑞股份量产i线，南大光电ArF生产线快竣工了，上海新阳ArF在研。

3、掩膜版：无锡迪思微电子、无锡中微，路维光电、深圳清溢光电；主要晶圆厂自制。

4、特种气体：华特气体、中船重工718所、南大光电、雅克科技；不存在明显竞争关系，晶圆制造中需要上百种特气，各家供应不同品种，华特销售额国内第一。

5、湿电子化学品：江化微、晶瑞股份、巨化股份、上海新阳；江化微是龙头，份额最大，2020年产能增加四倍，晶瑞股份主营锂电池方面。

6、CMP抛光材料：安集科技、鼎龙股份、江丰电子；CMP抛光液龙头是安集科技，CMP抛光垫是鼎龙股份和江丰电子竞争。

7、金属靶材：江丰电子；导体用的靶材目前只有江丰电子。

8、封装基板：深南电路，兴森科技。

9、石英材料：石英股份，菲利华

10、氮化冢材料：三安光电，海特高新

11、上海新阳(SZ300236)：涉及硅片、光刻胶、湿电子化学品，市场前景大；

12、江丰电子(SZ300666)：半导体靶材龙头并向光伏、显示材料等靶材发展，也拓展抛光材料，开发生产设备，实力雄厚；

13、江化微(SH603078)：产能爆发在即；

14、中环股份：半导体材料比重最大的部分，马上量产出货，掌握硅片全产业链，比上硅优势大，正在进行混改，极有可能被资金雄厚的TCL集团收购

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