物联网工程专业的就业方向有哪些

物联网工程为物联网相关产业培养信息技术领域高级应用型工程技术人才，毕业生可在企业、事业单位、公司、电子商务、金融、物流等行业从事计算机安全、物联网建设和嵌入式开发等相关技术工作。下面我为大家收集整理了物联网工程专业就业方向，希望能为大家提供帮助!

物联网工程专业的就业方向有哪些

就业方向可在通信、金融、商业、交通、制造业、服务业等领域从事物联网规划设计，无线局域网组网，物联网应用编程，物联网设备安装、调试与维护等工作。

定位为物联网系统集成方向，该专业核心技术涉及传感与检测技术、RFID技术、无线组网、嵌入式技术、计算机网络、通信技术、物联网系统集成等。随着物联网产业的发展，越来越多的物联网企业需要与之相关的工程技术人才。

就业方向传感网涉及城市公共安全、公共卫生、安全生产、智能交通、智能家居、环境监控等领域。目前国内从事传感网应用的大企业为数不多，小企业则呈现出蓬勃发展的势头。

传感网技术，主要由传感器、通讯网络和信息处理系统三部分构成，具有实时数据采集、监督控制等功能。凭借这种技术，通过网络实时监控各种环境、设施及内部运行机理等成为可能。

就业方向随着纳米材料和纳米技术基础研究的深入和实用化进程的发展，特别是纳米技术与环境保护和环境治理进一步有机结合，许多环保难将会得到解决。

纳米科技的兴起，对我国提出了严峻的挑战，同时也为我国实现跨越式发展提供了难得的机遇。纳米材料是纳米科技的基础，功能纳米材料是纳米材料科学中最富有活力的领域，它对信息、生物、能源、环境、宇航等高科技领域，将产生深远的影响并具有广阔的应用前景。

就业方向本专业能在政府管理部门、科学研究机构、设计院、咨询公司、建筑工程公司、物业及能源管理、建筑节能设备及产品制造生产企业等单位从事建筑节能的研究、设计、施工、运行、监测与管理工作。

本专业培养具备建筑节能基础理论、建筑物理环境、建筑环境工程等方面的知识，具有建筑节能设计、舒适性建筑环境工程设计、建筑能效评价等能力的高端综合人才。

就业方向本专业培养适应传统媒体机构、政府机关、事业单位、公司等团体组织急需的宽口径、复合型信息传播人才。本专业既能从事信息传播时代内容方面的深度、综合、跨学科的信息传播工作,同时也能在新闻传播技术方面从事设计、制作等方面的传播技术类工作。

新媒体与信息网络新媒体的出现,不仅改变了过去的信息生产机制,同时也引起了新闻传播教育的革命。

就业方向物联网：下一个创业的机会

分析人士指出，物联网是未来十年科技业的发展方向，同时是走出这次金融危机的助推剂。于是我们看到，无锡的“感知中国”得到政府及运营商数亿的'资金，而且正在迅速增长中，同时各地物联网产业园和示范区如雨后春笋般曾出不穷。

作为国家倡导的新兴战略性产业，物联网备受各界重视，并成为就业前景广阔的热门领域，该专业主要就业于与物联网相关的企业、行业，从事物联网的通信架构、网络协议和标准、信息安全等的设计、开发、管理与维护，就业口径广，需求量十分大。

物联网工程专业介绍

物联网应用从技术层面讲主要涉及三个部分，即对外感知、感知信息传输（可能需要节点利用无线组网实现信息传输）、信息处理与回馈控制。智能技术贯穿整个物联网之中，是核心技术的核心。感知可以是智能感知，可以是多节点协同感知，还可以是智能识别感知系统。

物联网工程学习课程

信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术。物联网概论、电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、工程电磁场、通信原理、计算机网络、现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等。

物联网工程专业就业方向有哪些

1、IT系统维护工程师

就是对基金公司所有IT设备进行维护管理的人员，广义上讲IT系统维护工程师，就是在基金公司从事技术支持、软硬件维护、病毒防护系统管理、设备维护管理等IT技术工作的人员。

2、ERP顾问

ERP实施顾问，也叫ERP实施工程师、ERP应用工程师，是指把公司的ERP实施作为己任，并投入大量的人力、财力和精力确保实现这一实施目标的项目管理人员。

3、系统管理员

主要分为网络系统管理员和信息系统管理员。网络系统管理员主要负责整个网络的网络设备和服务器系统的设计、安装、配置、管理和维护工作，为内部网的安全运行做技术保障。服务器是网络应用系统的核心，由系统管理员专门负责管理；信息系统管理员则负责具体信息系统日常管理和维护，具有信息系统的最高管理权限。

4、网络管理员

网络管理员是指向社会公众开放的营业性上网服务提供场所里的管理员。

5、产品经理产品经理

就是企业中专门负责产品管理的职位，产品经理负责调查并根据用户的需求，确定开发何种产品，选择何种技术、商业模式等。并推动相应产品的开发组织，她或他还要根据产品的生命周期，协调研发、营销、运营等，确定和组织实施相应的产品策略，以及其他一系列相关的产品管理活动。

6、电子元器件工程师

电子元器件工程师主要是研究、开发、设计、生产集成电路、半导体分立器件、电真空器件和特种器件等。

7、系统架构师

系统架构师（又称企业架构师或者系统设计师）是一个最终确认和评估系统需求，给出开发规范，搭建系统实现的核心构架，并澄清技术细节、扫清主要难点的技术人员。主要着眼于系统的“技术实现”。因此他/她应该是特定的开发平台、语言、工具的大师，对常见应用场景能马上给出最恰当的解决方案，同时要对所属的开发团队有足够的了解，能够评估自己的团队实现特定的功能需求需要的代价。

8、游戏设计师

游戏开发工程师致力于游戏总体设计，负责游戏开发工具和运营维护工具的设计与开发，并配合主程序完成游戏架构及各大功能的设计、开发、调试和其他技术支持。

物联网工程就业前景

物联网工程的市场庞大，因此就业前景也非常好。毕业生可从事信息传播时代内容方面的深度、综合、跨学科的信息传播工作，同时也能在新闻传播技术方面从事设计、制作等方面的传播技术类工作或者在政府管理部门、科学研究机构、设计院、咨询公司、建筑工程公司、物业及能源管理、建筑节能设备及产品制造生产企业等单位从事建筑节能的研究、设计、施工、运行、监测与管理工作等等。

大比特导读5G通讯，对于我们普通人而言，是个既熟悉又陌生的词组。它是被各大媒体争先报道的对象，也是中美经贸摩擦的重点问题，更是全球数字化进程下的基础建设，而通信行业在搭建5G网络的过程中，自然是少不了使用大量的半导体材料以及相关器件。

5G通讯，对于我们普通人而言，是个既熟悉又陌生的词组。它是被各大媒体争先报道的对象，也是中美经贸摩擦的重点问题，更是全球数字化进程下的基础建设，5G似乎正以一种比以往任何一场通讯革命都更猛烈的方式，进入我们的生活当中。


尽管目前各路运营商们对于5G通讯实际的情况理解都各不相同，但唯一可以确认的是我们使用的网络性能将会得到大幅度提升，并引领我们迈向一个过去不敢想象的世界。

“新基建”政策东风

新型基础设施建设，简称“新基建”，指以5G、人工智能、数据中心、工业互联网、物联网为代表的新型基础设施建设，本质上是数字化的基础设施。

随着国内疫情情况不断向好，居于新基建首要位置的5G产业也正在为中国经济发展注入新活力。近期，工信部相继发布5G+工业互联网的512工程，关于推动5G加快发展的通知等政策。相关政策将凝聚了数字转型共识，加速5G与经济 社会 各领域融合发展的步伐，特别是在行业应用领域，智慧医疗、新闻媒体、智慧城市、车联网和工业互联网等领域的应用占比接近10%，已成为5G新兴应用领域。

5G基站现状如何

中国是目前全球5G商用网络规模最大的国家。截止目前，据工业和信息化部信息通信发展司司长、新闻发言人闻库介绍，每一周平均新开通的5G基站都超过15万个，到6月底，3家企业在全国已建设开通的5G基站超过了40万个。


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另外，5G开放式小基站建设也能满足垂直行业应用的多样化需求，催生更加丰富的建网模式。

目前已有197款5G终端拿到了入网许可，今年5G手机出货量达8623部，截至6月底有6600万部终端连入网络。

这里需要注意的是，由于5G具备三大典型的应用场景;增强型移动宽带(eMBB)、大连接物联网(mMTC)与低时延、高可靠通信(uRLLC)。针对这三大应用场景，基站的建设需要结合实际情况而制定方案，并与以往4G基站建设有较大的出入。

正因为该三大典型应用场景，超可靠低延迟通信对于5G的发展来说才有了非同寻常的意义。近日，国际标准组织3GPP宣布R16标准正式冻结，也就意味着5G走入万物互联的阶段可算是奠定了基础。其中最大的体现就是，不管是工业场景还是自动驾驶的 汽车 等，都不允许通信产业中断或者延迟，否则后果难以设想。

5G传感器应用场景联接

其实我们不妨设想一下，当我们生活中的机器有足够多的5G应用类传感器时，我们就可以监控它，并由该机器的电子系统自主学习应用程序，知会我们什么时候需要维修或者更换部件、 *** 作系统等。以航空飞机为例，当飞机行驶一定行程后，系统会即时显示飞机内部部件的磨损迹象，在飞机着陆的那一刻，备用零件就已经准备就绪，或有人会进行精准替换。


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另外，在工业自动化领域也是需要对于价值高昂的设备进行实时监控与维护，所以能够快速接受并处理海量数据的5G应用类传感器就显得不可或缺。

在近期，GSMA举办的新基建与企业数字化论坛上，华为无线网络首席营销官甘斌就对于5G应用场景联接提出了他的看法，甘斌表示，首先，基于大带宽、低时延能力，5G网络将数百亿终端产生的海量数据实时上传到云，为云端人工智能运算提供无穷算据，并实时进行运算和处理，缩短了训练周期。其次，云端的算力应用到终端，可减少终端对本地运算能力的要求，降低终端的成本，解锁终端的资源限制，并提升用户体验。

半导体行业下一波增长趋势

5G通讯网络的建设对应的是通信行业，而通信行业在搭建5G网络的过程中，自然是少不了使用大量的半导体材料以及相关器件，甚至到了未来建设中后期，诸多应用将可以在5G网络上实现，包括物联网、人工智能、大数据、云计算、智能家居、智能驾驶等等，当这些应用接入5G通信网络的时候，更是需要有强大性能的半导体芯片支撑。

根据韩国电子和电信研究院预计，今年5G网络设备的全球市场规模将在378亿美元(约合人民币264725亿元)左右，并且由于“到2024年5G将覆盖全球40%以上的人口”，上述5G网络投资数字还将继续增长。

另外，SIA在本周发布的全球芯片行业年度调查中表示，全球半导体市场的年销售额接近5000亿美元。尽管最近有所下降，但通信和计算驱动着上升趋势，预计5G无线和机器学习等新兴技术将扭转当前的下滑趋势。并且，在《世界半导体贸易统计》(WSTS)预测中2021年全球芯片销售将以每年62%的速度 健康 增长。


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可见，随着5G技术商用的全面展开，对于半导体等智能芯片制造行业的需求缺口将得到不断扩充，并在该些领域提供了未来新兴发展方向，推动 科技 的升级与迭代。

例如在智能家居：在计算回家距离时，就已经会将室内温度调节到舒适状态，客厅的交互界面会显示时间、天气、室内设备运作情况等等。对此，晶讯软件华南区区域销售经理刘洋表示，5G技术对于智慧生活是一次质的提升，无感式控制联合的半导体芯片器件则能使用户真正感受到智能交互的魅力。

而在智能驾驶：5G技术已经为信息交互和 汽车 革新等新型发展趋势提供了应用方向，而且整车的电子元器件比重逐步也在提升，减少车辆系统损耗以及提高系统效率的技术更是迭代更新。由于5G网络使云端系统与车辆之间或车辆状况进行更为频繁的信息交互，通过减少人为干预，提供更优质的车辆驾乘体验，实现即刻反馈的机制，那么这就对通讯技术和半导体器件有着性能升级的要求，而在半导体功率器件方面，降低损耗的技术趋势则是关键。

对此，PI区域大功率市场应用工程师王强认为，首先减少系统的损耗是一个系统的工程，它包括电机、电驱动以及变速箱三个组件的损耗，最主要的就是在电控部分，目前由于很多厂商开始应用新的技术器件，例如有碳化硅、氮化镓材料助力，因此能一定程度上缩小体积，从而提高系统效率。

总之，5G通讯技术让我们意识到，在这个万物互联的时代里，技术上的挑战往往都伴随着不同工艺技术、不同材料品质、不同功能优化之间的多样整合，创新及创造高价值的终端应用产品是主要趋势。

国产替代的前半场

值得一提的是，目前受华为事件影响，国内在众多领域的龙头厂商都在加快国产半导体投入的节奏，国产替代也会成为未来几年国内半导体发展的主线。尤其是5G通讯被视为一系列最高级技术的大荟萃，这就让国产芯片设计变得更加困难，而且在芯片的灵活性、可编程性等功能有着更严苛的要求。

那么如何制定总体方案、确定技术路线，选择基础平台，搭建开发环境、决定流片工艺等等，都是国内半导体企业行动前值得考虑的问题。毕竟在5G技术影响下的国产替代前半场中，如通信基站、传感器、芯片、电源设备等元器件需求都得到集中式爆发阶段，据中国信通院预测，预计到2025年5G网络建设投资累计将达到12万亿元。此外，5G网络建设还将带动产业链上下游以及各行业应用投资，预计到2025年将累计带动超过35万亿元投资。

当中我们还需要注意得是，5G网络的的投入使用是要与大数据、物联网、云计算等层面深度融合，才能真正使5G通讯发挥实打实的作用。根据全球移动通信系统协会预测,到2025年,各大领域接入5G网络并实现互连的设备将达250亿。


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由此可见，在这庞大的市场规模背后，是亟需国产半导体器件的技术支持。易良盛 科技 (天津)有限公司研发总监许宏彦表示，相比国外半导体器件供应商，国内厂商最大的特点就是物美价廉、供货稳定、服务周到，并且通过这些年的技术积累及国内半导体工艺的成熟，国产替代的产品现在不但做到了价格便宜，质量方面也毫不逊色，甚至在借助后发优势，国产元器件在某些参数上已经超越国外品牌产品。

总的来说，随着5G通讯技术应用，各领域的国产替代会逐渐走向成熟阶段，将持续为中国经济提供动力基础，并将推动国内半导体在技术领域和应用领域的不断进步。

物联网工程专业考研方向主要集中在：计算机技术、电子科学与技术、计算机科学与技术、电子与通信工程，以下是各专业介绍：
计算机技术
专业介绍
计算机技术的内容非常广泛，可粗略分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术和计算机组装技术等几个方面。计算机技术包括：运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统、中央处理器(CPU)设计、流水线原理及其在CPU设计中的应用、存储体系、总线与输入输出。
计算机技术是（专业硕士）工程下的二级学科专业。计算机技术领域重点研究的是如何扩展计算机系统的功能和发挥计算机系统在各学科、各类工程、人类生活和工作中的作用。计算机技术是信息社会中的核心技术，也是实现现代化的关键技术之一。计算机领域包括计算机软、硬件系统的设计、开发以及与其他领域紧密相关的应用系统的研究、开发和应用、涉及计算机科学与技术学科理论、技术和方法等等。
培养目标
本专业培养德、智、体全面发展，具有计算机应用技术的基础理论知识，具备计算机及相关设备的维护与维修、行业应用软件、平面图像处理、广告设计制作、动画制作、计算机网络及网站建设与管理、数据库管理与维护等应用能力和 *** 作能力的高等技术应用性人才。
就业方向
毕业生主要面向银行、证券、交通系统各单位、交通信息化与电子政务建设与应用部门、各类计算机专业化公司、广告设计制作公司、汽车营销技术服务等从事IT行业工作。
电子科学与技术
专业介绍
电子科学与技术是国家一级学科，下设自动化、微电子材料与器件、光电技术等本科专业。
本学科属于工学学科门类，涉及广播、电视、电路、视频、音乐、图像、雷达、新媒体、微电子、人工智能等众多高科技领域。学生需拥有较好的数学、英语、物理、化学、计算机、逻辑分析、阅读理解的基础。
电子科学与技术专业培养具备物理电子、光电子与微电子学领域内宽广理论基础、实验能力和专业知识，能在该领域内从事各种电子材料、元器件、集成电路、乃至集成电子系统和光电子系统的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发等方面工作的高级工程技术人才。
培养目标
电子科学与技术专业学生主要学习数学、基础物理、物理电子、光电子、微电子学领域的基本理论和基本知识，受到相关的信息电子实验技术、计算机技术等方面的基本训练，掌握各种电子材料、工艺、零件及系统的设计、研究与开发的基本能力。
就业方向
根据前面对国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势分析，美国、西欧、日本、韩国、台湾地区的电子科学与技术产业已经步入上升轨道。中国随着市场开放和外资的不断涌入，电子科学与技术产业开始焕发活力。中国“十一五”规划的建议书将信息产业列入重点扶植产业之一，中国军事和航天事业的蓬勃发展也必然带动电子科学与技术行业的发展和内需。中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间，高科技含量的自主研发的产品将进入市场，形成自主研发和来料加工共存的局面；中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理，出口产品将稳步增加；高技术含量产品将向民用化发展，必然促进产品的内需和产量。随着社会需求会逐步扩大，电子科学与技术专业总体就业前景看好。
计算机科学与技术
专业介绍
计算机科学与技术是国家一级学科，下设信息安全、软件工程、计算机软件与理论、计算机系统结构、计算机应用技术、计算机技术等专业。
主修大数据技术导论、数据采集与处理实践、Web前/后端开发、统计与数据分析、机器学习、高级数据库系统、数据可视化、云计算技术、人工智能、自然语言处理、媒体大数据案例分析、网络空间安全、计算机网络、数据结构、软件工程、 *** 作系统等课程，以及大数据方向系列实验，并完成程序设计、数据分析、机器学习、数据可视化、大数据综合应用实践、专业实训和毕业设计等多种实践环节。
培养具备物理电子、光电子与微电子学领域内宽广理论基础、实验能力和专业知识，能在该领域内从事各种电子材料、元器件、集成电路、乃至集成电子系统和光电子系统的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发等方面工作的高级工程技术人才。
培养目标
主要学习数学、基础物理、物理电子、光电子、微电子学领域的基本理论和基本知识，受到相关的信息电子实验技术、计算机技术等方面的基本训练，掌握各种电子材料、工艺、零件及系统的设计、研究与开发的基本能力。
就业方向
根据前面对国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势分析，美国、西欧、日本、韩国、台湾地区的电子科学与技术产业已经步入上升轨道。中国随着市场开放和外资的不断涌入，电子科学与技术产业开始焕发活力。中国“十一五”规划的建议书将信息产业列入重点扶植产业之一，中国军事和航天事业的蓬勃发展也必然带动电子科学与技术行业的发展和内需。中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间，高科技含量的自主研发的产品将进入市场，形成自主研发和来料加工共存的局面；中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理，出口产品将稳步增加；高技术含量产品将向民用化发展，必然促进产品的内需和产量。随着社会需求会逐步扩大，电子科学与技术专业总体就业前景看好。
电子与通信工程
专业介绍
电子与通信工程是电子技术与信息技术相结合的构建现代信息社会的工程领域，电子技术是利用物理电子与光电子学、微电子学与固体电子学的基础理论解决电子元器件、集成电路、仪器仪表及计算机设计和制造等工程技术问题；信息技术研究信息传输、信息交换、信息处理、信号检测等理论与技术。
其工程硕士学位授权单位培养从事信号与信息处理、通讯与信息系统、电路与系统、电磁场与微波技术、电子元器件、集成电路等工程技术的高级工程技术人才。
研修的主要课程有：政治理论课、外语课、矩阵论、泛函分析、数值分析、半导体光电子学导论、半导体器件物理、固体电子学、电子信息材料与技术、现代材料分析技术、电路设计自动化、电路优化设计、数字信息处理、信息检测与估值理论、导波原理与方法、导波光学、微波电路理论、高等电磁场理论、应用信息论基础、数字通讯、系统通信网络理论基础、现代管理学基础等。
培养目标
电子与通信工程专业培养工程硕士学位授权单位培养从事信号与信息处理、通讯与信息系统、电路与系统、电磁场与微波技术、电子元器件、集成电路等工程技术的高级工程技术人才。
就业方向
学生毕业后可在通信企事业单位从事通信网络的设计和维护工作，并能从事通信系统的建设、监理及通信设备的生产、营销等方面工作。

感知层：底层数据采集职能，包括芯片、连接芯片和应用设备的模组、传感器、各类识别技术等

1、芯片：低功耗、高可靠性的半导体芯片应用广泛，MCU/SoC逐渐渗透物联网领域。MCU芯片复杂度较低，适用于智能设备的短距离信息运输，主要应用于智能家居、消费电子、医疗保健和工业电子等领域；SoC芯片系统复杂度较高，集成功能更丰富，支持运行多任务复杂系统，可应用于功能较复杂的嵌入式电子设备，应用于无人机、自动驾驶和工业互联网等领域

2、无线模组：为物联网提供网联能力的基础硬件，将芯片、存储器和功放器件等集成在一块线路板上，并提供标准接口，在物联网产业中处于承上启下的中间环节，向上连接芯片行业，向下连接各类终端设备，终端设备借助无线模组实现通信或定位的功能。

3、传感器：作为物体的“五官”，传感器承担采集数据、感知世界的重任，不断向智能化、高精度、微型化的方向发展，市场空间广阔。传感器与MEMS结合是当下技术的新趋势，MEMS传感器集成通信、CPU、电池等组件及多种传感器，具有体积小、功耗低、成本低、集成度高、智能化特点，广泛应用于消费电子、医疗和车联网等领域。

涉及企业：

芯片

翱捷科技：具备全球稀缺的全制式蜂窝基带芯片研发能力的平台型芯片设计企业。2015年成立以来一直专注于无线通信芯片的研发和技术创新。公司各类芯片产品可应用于手机、智能穿戴设备为代表的消费电子市场和以智慧安防、智能家居、自动驾驶为代表的智能物联市场。

先科电子：领先的高质量模拟和混合信号半导体产品供应商。成立于1960年，主要为客户提供电源管理、保护、高级通信。人机界面、测试与测量以及无线和感应产品方的专有解决方案。

广芯微电子：成立于2017年，一家为客户提供创新解决方案的集成电路设计企业，公司开发包括面向工业物联网（IIoT）并支持边缘计算的专用处理器芯片、面向LPWA的IoT连接专用芯片、IoT基带处理器芯片、以及应用于传感器信号调理的专用芯片。

华为海思：全球领先的Fabless半导体与器件设计公司，前身为华为集成电路设计中心，2004年注册成立实体公司，提供海思芯片的对外销售及服务。

联发科：全球第四大无晶圆半导体公司，联发科技的核心业务包括移动通信、智能家居与车用电子，着重研发适用于跨平台的芯片组核心技术，联发科的芯片经过优化，能在极低散热量且极度节能的模式下运行，以延长电池续航力，时时刻刻达到高效能、高电源效率与连网能力的完美平衡。

紫光展锐：我国集成电路设计产业的龙头企业。公司于2013年成立，致力于移动通信和物联网领域核心芯片的研发及设计，产品包括移动通信中央处理器、基带芯片、AI芯片、射频前端芯片、射频芯片等各类通信、计算及控制芯片，其物联网解决方案支持众多智能电子产品，包括智能手机、平板电脑、Wi-Fi调制解调器、家用设备、可穿戴设备、互联汽车产品等。

移芯通信：为中国自主研发的超低功耗NB-IoT和Cat-M物联网芯片供应商。公司于2017 年成立，2020年12月完成B轮融资。主要业务为蜂窝物联网芯片的研发和销售，致力于设计全球极致性价比的蜂窝物联网基带芯片。

高通：是全球领先的无线科技创新者，也是5G研发、商用与实现规模化的推动力量。成立于1985年，1991年在纳斯达克上市。Qualcomm主要研发无线芯片平台和其它产品解决方案，凭借行业领先的技术解决方案以及在标准组织中的积极贡献，Qualcomm成为赋能无线生态系统不可或缺的一部分。

诺领科技成立于2018年9月，是探索满足IoT需求的全集成、低功耗无线SoC解决方案的先行者。诺领科技作为一家广域无线物联网芯片设计公司，拥有射频模拟、基带通信系统、GNSS、SoC系统和软件方面的顶尖人才，致力于发布最佳SoC解决方案。公司目前推出的产品包括物联网系统级芯片NB-IoT和Cat-M SoCs，服务于广泛的市场，其中包括智慧城市、可穿戴设备、资产追踪等等。

芯翼信息是5G物联网端侧SoC创新领导者。成立于2017年3月，公司专注于物联网通讯芯片（NB-IoT）的研发和销售。其产品XY1100是全球首颗single  die集成CMOS  PA的量产NB-IoT  SoC，具有超低功耗、超小体积模块设计和开发灵活等优势，可应用于智慧气表、智慧水表、烟感、电动车、物流跟踪、智慧穿戴等应用场景。

智联安科技是一家专业从事芯片设计的国家高新技术企业。成立于2013年9月，公司总部位于中国北京，在硅谷、武汉、合肥等多地设有子公司和技术研发中心。公司致力于无线通信芯片的技术研发，目前已于2019年8月成功完成NB-IoT终端通信芯片MK8010量产流片，并在多个行业中实现落地应用。

中兴微电子为中国领先的通信IC设计公司。成立于2003年，中兴微电子专注于通信网络、智能家庭和行业应用等通信芯片开发，自主研发并成功商用的芯片达到100多种，覆盖通信网络“承载、接入、终端”领域，服务全球160多个国家和地区，连续多年被评为“中国十大集成电路设计企业”。

Nordic Semiconductor北欧半导体是专注研究物联网无线技术无晶圆厂半导体公司。公司专注于低功耗无线技术产品，包括短距离蓝牙，2020年从Imagination Technologies收购的Wi-Fi技术和LTE-M / NB-IoT蜂窝物联网解决方案。

Marvell美满是高性能数据基础架构产品的全球半导体解决方案提供商。成立于1995年，Marvell专注模拟，混合信号，计算，数字信号处理，网络，安全性和存储领域，提供产品和解决方案来满足汽车，运营商，数据中心和企业数据基础架构市场日益增长的计算，网络，安全性和存储需求。公司当前的产品主要包括两大类：网络和存储。

Broadcom博通是全球领先的有线和无线通信半导体公司。拥有50年来的创新，协作和卓越工程经验，公司设计提供高性能并提供关键任务功能的产品和软件，包括半导体解决方案和基础设施软件解决方案，半导体解决方案主要包括明星级的有线基础设施业务（以太网交换芯片/数据包处理器/ASCI等）和无线芯片业务（Wi-Fi 芯片/蓝牙/GPS 芯片等）。基础设施软件部门主要包括主机、企业软件解决方案和光纤通道存储区域网络业务。

NXP恩智浦半导体公司是嵌入式应用安全连接解决方案的全球领导者。公司于2006年在荷兰成立，前身为荷兰飞利浦公司于1953年成立的半导体事业部，致力于为客户提供广泛的半导体产品组合，包括微控制器，应用处理器，通信处理器，连接芯片组，模拟和接口设备，RF功率放大器，安全控制器和传感器等

乐鑫科技是一家专业的物联网整体解决方案供应商。公司在2008年4月成立于上海，是一家主要从事智能物联网Wi-Fi  MCU通信芯片与模组研发设计与销售的公司。公司采用Fabless的经营模式，将晶圆制造、封装和测试环节委托于专业代工厂商。近年来，公司牢牢把握智能物联网行业的机遇，主要产品Wi-Fi MCU通信芯片目前主要运用于智能家居、智能照明、智能支付终端、智能可穿戴设备、传感设备及工业控制等物联网领域

晶晨股份是全球布局、国内领先的集成电路设计商。成立于2003年，公司专注于为多媒体智能终端SoC芯片的研发、设计与销售，芯片产品主要应用于智能机顶盒、智能电视和AI音视频系统终端等科技前沿领域。公司属于典型的Fabless模式IC设计公司，将晶圆制造、芯片封装和芯片测试环节分别委托给专业的晶圆制造企业和封装测试企业代工完成，自身则长期专注于多媒体智能终端SoC芯片的研发、设计与销售，已成为智能机顶盒芯片的领导者、智能电视芯片的引领者和AI音视频系统终端芯片的开拓者。

蜂窝模组企业

移远通信：全球领先的物联网模组龙头。公司成立于2010年，从事物联网领域无线通信模组及其解决方案的设计、生产、研发与销售服务，可提供包括无线通信模组、物联网应用解决方案及云平台管理在内的一站式服务。

广和通：作为首家上市的无线通讯模组企业，近十年为公司业务的快速发展期。成立于1999年，并于2017年在深圳证券交易所创业板上市，成为中国无线通讯模组产业中第一家上市企业。公司主要从事无线通信模块及其应用行业的通信解决方案的设计、研发与销售服务。

美格智能：全球领先的无线通信模组及解决方案提供商。成立于2007年，美格智能专注于为全球客户提供以MeiGLink品牌为核心的标准M2M/智能安卓无线通信模组、物联网解决方案、技术开发服务及云平台系统化解决方案。

日海智能：通信行业连接设备龙头，成立于2003年，2017年相继收购了龙尚科技与芯讯通，入股美国艾拉，在国内率先实现了“云+端”的物联网战略布局，卡位物联网发展关键环节；在2018年重新确立了AIoT人工智能物联网发展战略，

高新兴：全球领先的智慧城市物联网产品与服务提供商。成立于1997年，公司长期致力于研发基于物联网架构的感知、连接、平台层相关产品和技术，从下游物联网行业应用出发，以通用无线通信技术和超高频RFID技术为基础，融合大数据和人工智能等技术，实现物联网“终端+应用”纵向一体化战略布局，构筑物联网大数据应用产业集群，并成为物联网大数据应用多个细分行业领先者，服务于全球逾千家客户。目前公司正处于战略和资源进一步聚焦阶段，重点聚焦车联网和执法规范化两大垂直应用领域。

有方科技：物联网接入通信产品和服务提供商。成立于2006年，公司致力于为物联网行业提供稳定可靠的接入通信产品和服务。公司的主营业务为物联网无线通信模块、物联网无线通信终端和物联网无线通信解决方案的研发、生产（外协加工方式实现）及销售。

合宙通信：一家专业提供物联网无线通信解决方案技术产品和服务的高科技企业。成立于2014年，公司致力于提供基于通信模块的智能硬件、软件平台、云平台等综合解决方案

鼎桥通信：行业无线解决方案的领导者。成立于2005年，公司专注于无线通信技术与产品的创新，布局三大业务板块：行业无线、物联网&5G、行业定制终端。

锐明技术：全球商用车载监控龙头。成立于2002年，公司聚焦商用车视频监控和车联网18年，细分行业龙头公司，产品覆盖商用车全系车型。公司外销“商用车通用监控产品”，内销“商用车行业信息化产品”，全球累计超过120万辆商用车安装有公司的产品

传感器

奥比中光：一家全球领先的AI 3D 感知技术方案提供商。公司成立于2013年，在2020年12月进行上市辅导备案。公司拥有从芯片、算法，到系统、框架、上层应用支持的全栈技术能力，主要产品包括3D视觉传感器、消费级应用设备和工业级应用设备技术产品，其AI 3D 感知技术广泛应用于移动终端、智慧零售、智能服务、智能制造、智能安防、数字家庭等领域。

歌尔股份：一家电子元器件制造商，成立于2001年，属于消费电子行业，主营业务可分为精密零组件业务、智能声学整机业务和智能硬件业务。

汉威科技：气体传感器龙头企业，成立于1998年，并于2009年10月作为创业板首批上市公司在深交所创业板上市。公司致力于气体传感器和仪表的制造、并提供物联网解决方案

联创电子：成立于1998年，公司主营业务为研发、生产和销售触控显示类产品和光学元件产品。公司现已形成光学镜头和触控显示两大业务板块，主要产品包括高清广角镜头、平面保护镜片、手机触摸屏、中大尺寸触摸屏、显示模组、触控显示一体化模组等

瑞声科技：全球领先的智能设备解决方案提供商，在声学、光学、电磁传动、精密结构件、射频天线等领域提供专有技术解决方案。公司成立于1993年，公司是电磁器件、射频天线、精密结构件等多个细分领域的行业冠军，也是5G天线产品的重要供应商

睿创微纳公司是一家专业从事专用集成电路、红外热像芯片及MEMS传感器设计与制造，成立于2009年。公司具有完全自主的知识产权，为全球客户提供性能卓越的红外成像MEMS芯片、红外探测器、ASIC 处理器芯片、红外热成像与测温机芯、红外热像仪、激光产品光电系统。

远望谷：我国物联网产业的代表企业，成立于1999年，公司主营业务集中在物联网感知层和应用层，为多个行业提供基于RFID技术的系统解决方案、产品和服务。

金溢科技：一家智慧交通与物联网核心设备及解决方案提供商。公司创立于2004年，公司产品主要包括高速公路ETC产品、停车场ETC产品、多车道自由流ETC产品和基于射频技术的路径识别产品。

杭州士兰微电子：一家专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子相关产品生产的企业。公司成立于1997年，并于2003年3月在上交所主板上市。公司主要产品是集成电路以及相关的应用系统和方案，主要产品包括集成电路、半导体分立器件、LED（发光二极管）产品等三大类。

水晶光电：专业从事光学光电子行业的设计、研发与制造,专注于为行业领先客户提供全方位光学光电子相关产品及服务的公司。公司创建于2002年8月

敏芯股份：成立于2007年，是一家专业从事微电子机械系统传感器研发设计和销售的的高新技术企业，也是国内唯一掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的半导体芯片上市公司，主营产品包括MEMS麦克风、MEMS压力传感器和MEMS惯性传感器

必创科技：成立于2005年，无线传感器网络系统解决方案及MEMS传感器芯片提供商

固锝电子：成立于1990年，2006年在深交所主板上市，是国内半导体分立器件二极管行业完善、齐全的设计、制造、封装、销售的厂商。

感知交互企业

出门问问：以语音交互和软硬结合为核心的AI公司。公司成立于2012年，作为入选“新基建产业独角兽TOP100”的人工智能企业，出门问问拥有完整的“端到端”语音交互相关技术栈，包括声音信号处理、热词唤醒、语音识别、自然语言识别、自然语言理解、语音合成等尖端技术。

汉王科技：国内人工智能产业的先行者，成立于1998年，在人工智能领域深耕二十多年，是一家模式识别领域的软件开发商与供应商，主营业务包括“人脸及生物特征识别”、“大数据与服务”、“智能终端”、“笔触控与轨迹”等

科大讯飞：亚太地区知名的智能语音和人工智能上市企业，公司成立于1999年，公司主营业务包括语音及语言、自然语言理解、机器学习推理及自主学习等人工智能核心技术研究、人工智能产品研发和行业应用落地。科大讯飞作为中国人工智能产业的先行者,在人工智能领域深耕二十年，公司致力让机器“能听会说，能理解会思考”，用人工智能建设美好世界,在发展过程中形成了显著的竞争优势。

声智科技：融合声学和人工智能技术的平台服务商，也是全球人工智能 *** 作系统领域的开拓者。公司成立于2016年4月，拥有声学与振动、语音与语义、图像与视频等远场声光融合算法，以及开源开放的壹元人工智能交互系统(SoundAI Azero)，具有声光融合感知、人机智能交互、内容服务聚合、数据智能分析、IoT控制和即时通讯等能力。

云知声：致力于AI产业的高新技术企业，成立于2012年6月，总部位于北京。公司以AI语音技术起家，经过多年经验和技术的积累，逐渐构筑起一个涵盖机器学习平台、AI芯片、语音语言、图像及知识图谱等技术的技术城池，成为了具有世界顶尖智能语音技术的独角兽

生物识别企业

商汤科技：全球领先的人工智能平台公司，也是中国科技部指定的首个“智能视觉”国家新一代人工智能开放创新平台。公司自主研发并建立了全球顶级的深度学习平台和超算中心，推出了一系列领先的人工智能技术，包括：人脸识别、图像识别、文本识别、医疗影像识别、视频分析、无人驾驶和遥感等。商汤科技已成为亚洲领先的AI算法提供商。

神州泰岳：致力于将人工智能/大数据技术、物联网通讯技术、ICT技术进行融合，大力提升行业/企业组织信息化、智能化的质量与效率的高新技术企业。公司成立于2001年

端侧BIoT

比特大陆：是一家全球领先的科技公司，成立于2013年。公司立足中国，以全球视野整合前沿研发资源，专注于高速、低功耗定制芯片设计研发，其产品包括算力芯片、算力服务器、算力云，主要应用于区块链和人工智能领域。

随着绿色低碳战略的不断推进,提升能源利用效率和能源转换效率已经成为各行各业的共识,如何利用现代化新技术建成可循环的高效、高可靠性的能源网络,无疑是当前各国重点关注的问题。

值此背景下,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体成为市场聚焦的新赛道。根据Yole预测数据, 2025年全球以半绝缘型衬底制备的GaN器件市场规模将达到20亿美元,2019-2025年复合年均增长率高达12%! 其中,军工和通信基站设备是GaN器件主要的应用市场,2025年市场规模分别为111亿美元和731亿美元;

全球以导电型碳化硅衬底制备的SiC器件市场规模到2025年将达到2562亿美元,2019- 2025年复合年均增长率高达30%! 其中,新能源汽车和光伏及储能是SiC器件主要的应用市场, 2025年市场规模分别为1553亿美元和314亿美元。

本文中,我们将针对第三代半导体产业多个方面的话题,与国内外该领域知名半导体厂商进行探讨解析。

20世纪50年代以来,以硅(Si)、锗(Ge)为代的第一代半导体材料的出现,取代了笨重的电子管,让以集成电路为核心的微电子工业的发展和整个IT产业的飞跃。人们最常用的CPU、GPU等产品,都离不开第一代半导体材料的功劳。可以说是由第一代半导体材料奠定了微电子产业的基础。

然而由于硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低等原因,硅材料在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制。因此,以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体材料开始崭露头角,使半导体材料的应用进入光电子领域,尤其是在红外激光器和高亮度的红光二极管方面。与此同时,4G通信设备因为市场需求增量暴涨,也意味着第二代半导体材料为信息产业打下了坚实基础。

在第二代半导体材料的基础上,人们希望半导体元器件具备耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能更强、工作速度更快、工作损耗更低特性,第三代半导体材料也正是基于这些特性而诞生。

笔者注意到,对于第三代半导体产业各家半导体大厂的看法也重点集中在 “高效”、“降耗”、“突破极限” 等核心关键词上。

安森美中国汽车OEM技术负责人吴桐博士 告诉笔者: “第三代半导体优异的材料特性可以突破硅基器件的应用极限,同时带来更好的性能,这也是未来功率半导体最主流的方向。” 他表示随着第三代半导体技术的普及,传统成熟的行业设计都会有突破点和优化的空间。

英飞凌科技电源与传感系统事业部大中华区应用市场总监程文涛 则从能源角度谈到,到2025年,全球可再生能源发电量有望超过燃煤发电量,将推动第三代半导体器件的用量迅速增长。 在用电端,由于数据中心、5G通信等场景用电量巨大,节电降耗的重要性凸显,也将成为率先采用第三代半导体器件做大功率转换的应用领域。

第三代半导体材料区别于前两代半导体材料最大的区别就在于带隙的不同。 第一代半导体材料属于间接带隙,窄带隙;第二代半导体材料属于直接带隙,同样也是窄带隙;二第三代半导体材料则是全组分直接带隙,宽禁带。

和前两代半导体材料相比,更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。

随着碳化硅、氮化镓等具有宽禁带特性(Eg>23eV)的新兴半导体材料相继出现,世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起。具体来看:

与硅相比, 碳化硅拥有更为优越的电气特性 : 

1耐高压 :击穿电场强度大,是硅的10倍,用碳化硅制备器件可以极大地 提高耐压容量、工作频率和电流密度,并大大降低器件的导通损耗;

2耐高温 :半导体器件在较高的温度下,会产生载流子的本征激发现象,造成器件失效。禁带宽度越大,器件的极限工作温度越高。碳化硅的禁带接近硅的3倍,可以保证碳化硅器件在高温条件下工作的可靠性。硅器件的极限工作温度一般不能超过300℃,而碳化硅器件的极限工作温度可以达到600℃以上。同时,碳化硅的热导率比硅更高,高热导率有助于碳化硅器件的散热,在同样的输出功率下保持更低的温度,碳化硅器件也因此对散热的设计要求更低,有助于实现设备的小型化;

3高频性能 :碳化硅的饱和电子漂移速率是硅的2倍,这决定了碳化硅器件可以实现更高的工作频率和更高的功率密度。基于这些优良的特性,碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底,可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求,已应用于射频器件及功率器件。

氮化镓则具有宽禁带、高电子漂移速度、高热导率、耐高电压、耐高温、抗腐蚀、耐辐照等突出优点。 尤其是在光电子器件领域,氮化镓器件作为LED照明光源已广泛应用,还可制备成氮化镓基激光器;在微波射频器件方面,氮化镓器件可用于有源相控阵雷达、无线电通信、基站、卫星等军事 或者民用领域;氮化镓也可用于功率器件,其比传统器件具有更低的电源损耗。

半导体行业有个说法: “一代材料,一代技术,一代产业” ,在第三代半导体产业规模化出现之前,也还存在着不少亟待解决的技术难题。

第三代半导体全产业链十分复杂,包括衬底→外延→设计→制造→封装。 其中,衬底是所有半导体芯片的底层材料,起到物理支撑、导热、导电等作用;外延是在衬底材料上生长出新的半导体晶层,这些外延层是制造半导体芯片的重要原料,影响器件的基本性能;设计包括器件设计和集成电路设计,其中器件设计包括半导体器件的结构、材料,与外延相关性很大;制造需要通过光刻、薄膜沉积、刻蚀等复杂工艺流程在外延片上制作出设计好的器件结构和电路;封装是指将制造好的晶圆切割成裸芯片。

前两个环节衬底和外延生长正是第三代半导体生产工艺及其难点所在。我们重点挑选碳化硅、氮化镓两种典型的第三代半导体材料来看,它们的生产制备到底还面临哪些问题。

从碳化硅来看,还需要“降低衬底生长缺陷,以及提高工艺效率” 。首先碳化硅单晶制备目前最常用的是物理气相输运法(PVT)或籽晶的升华法,而碳化硅单晶在形成最终的短圆柱状之前,还需要通过机械加工整形、切片、研磨、抛光等化学机械抛光和清洗等工艺才能成为衬底材料。

这一机械、化学制造过程存在着加工困难、制造效率低、制造成本高等问题。此外,如果再加上考虑单晶加工的效率和成本问题,那还能够保障晶片具备良好的几何形貌,如总厚度变化、翘曲度、变形,而且晶片表面质量(粗糙度、划伤等)是否过关等,这都是碳化硅衬底制备中的巨大挑战。

此外,碳化硅材料是目前仅次于金刚石硬度的材料,材料的机械加工主要以金刚石磨料为基础切割线、切割刀具、磨削砂轮等工具。这些工具的制备难度大,使用寿命短,加工成本高,为了延长工具寿命、提高加工质量,往往会采用微量或极低速进给量,这就牺牲了碳化硅材料制备的整体生产效率。

对于氮化镓来说,则更看重“衬底与外延材料需匹配”的难题 。由于氮化镓在高温生长时“氮”的离解压很高,很难得到大尺寸的氮化镓单晶材料,当前大多数商业器件是基于异质外延的,比如蓝宝石、AlN、SiC和Si材料衬底来替代氮化镓器件的衬底。

但问题是这些异质衬底材料和氮化镓之间的晶格失配和热失配非常大,晶格常数差异会导致氮化镓衬底和外延层界面处的高密度位错缺陷,严重的话还会导致位错穿透影响外延层的晶体质量。这也就是为什么氮化镓更看重衬底与外延材料需匹配的难点。

在落地到利用第三代半导体材料去解决具体问题时,程文涛告诉OFweek维科网·电子工程, 英飞凌的碳化硅器件所采用的沟槽式结构解决了大多数功率开关器件的可靠性问题。

比如现在大多数功率开关器件产品采用的是平面结构,难以在开关的效率上和长期可靠性上得到平衡。采用平面结构,如果要让器件的效率提高,给它加点电,就能导通得非常彻底,那么它的门级就需要做得非常薄,这个很薄的门级结构,在长期运行的时候,或者在大批量运用的时候,就容易产生可靠性的问题。

如果要把它的门级做的相对比较厚,就没办法充分利用沟道的导通性能。而采用沟槽式的做法就能够很好地解决这两个问题。

吴桐博士则从产业化的角度提出, 第三代半导体技术的难点在于有关设计技术和量产能力的协调,以及对长期可靠性的保障。尤其是量产的良率,更需要持续性的优化,降低成本,提升可靠性。

观察当前半导体市场可以发现,占据市场九成以上的份额的主流产品依然是硅基芯片。

但近些年来,“摩尔定律面临失效危机”的声音不绝于耳,随着芯片设计越来越先进,芯片制造工艺不断接近物理极限和工程极限,芯片性能提升也逐步放缓,且成本不断上升。

业界也因此不断发出质疑,未来芯片的发展极限到底在哪,一旦硅基芯片达到极限点,又该从哪个方向下手寻求芯片效能的提升呢笔者通过采访发现,国内外厂商在面对这一问题时,虽然都表达出第三代半导体产业未来值得期待,但也齐齐提到在这背后还需要重点解决的成本问题。

“目前硅基半导体从架构上、从可靠性、从性能的提升等方面,基本上已经接近了物理极限。第三代半导体将接棒硅基半导体,持续降低导通损耗,在能源转换的领域作出贡献,” 程文涛也为笔者描述了当前市场上的一种现象:可能会存在一些定价接近硅基半导体的第三代半导体器件,但并不代表它的成本就接近硅基半导体。因为那是一种商业行为,就是通过低定价来催生这个市场。

以目前的工艺来讲,第三代半导体的成本还是远高于硅基半导体 ,程文涛表示:“至少在可见的将来,第三代半导体不会完全取代第一代半导体。因为从性价比的角度来说,在非常宽的应用范围中,硅基半导体目前依然是不二之选。第三代半导体目前在商业化上的瓶颈就是成本很高,虽然在迅速下降,但依然远高于硅基半导体。”

作为中国碳化硅功率器件产业化的倡导者之一,泰科天润同样也表示对第三代半导体产业发展的看好。

虽然碳化硅单价目前比硅高不少,但从系统整体的角度来看,可以节约电感电容以及散热片。如果是大功率电源系统整体角度看成本未必更高,同时还能更好地提升效率。 这也是为什么现阶段虽然单器件碳化硅比硅贵,依然不少领域客户已经批量使用了。

从器件的角度来看,碳化硅从四寸过度到六寸,未来往八寸甚至十二寸发展,碳化硅器件的成本也将大幅度下降。据泰科天润介绍,公司新的碳化硅六寸线于去年就已经实现批量出货,为客户提供更高性价比的产品,有些产品实现20-30%的降价幅度。除此之外,泰科天润耗时1年多成功开发了碳化硅减薄工艺,在Vf水平不变的情况下,可以缩小芯片面积,进一步为客户提供性价比更高的产品。

泰科天润还告诉笔者:“这两年随着国外友商的缺货或涨价,比如一些高压硅器件,这些领域已经出现碳化硅取代硅的现象。随着碳化硅晶圆6寸产线生产技术的成熟,8寸晶圆的发展,碳化硅器件有望与硅基器件达到相同的价格水平。”

吴桐博士认为, 目前来看在不同的细分市场,第三代半导体跟硅基器件是一个很好的互补,也是价钱vs性能的一个平衡。随着第三代半导体的成熟以及成本的降低,最终会慢慢取代硅基产品成为主流方案。

那么对于企业而言,该如何发挥第三代半导体的综合优势呢吴桐博士表示,于安森美而言,首先是要垂直整合,保证稳定的供应链,可长期规划的产能布局以及达到客观的投资回报率;其次是在技术研发上继续发力,比如Rsp等参数,相比行业水准,实现用更小的半导体面积实现相同功能,这样单个器件成本得以优化;第三是持续地提升FE/BE良率,等效的降低成本;第四是与行业大客户共同开发定义新产品,保证竞争力以及稳定的供需关系;最后也是重要的一点,要帮助行业共同成长,蛋糕做大,产能做强,才能使得单价有进一步下降的空间。

第三代半导体产业究竟掀起了多大的风口根据《2020“新基建”风口下第三代半导体应用发展与投资价值白皮书》内容:2019年我国第三代半导体市场规模为9415亿元,预计2019-2022年将保持85%以上平均增长速度,到2022年市场规模将达到62342亿元。

其中,第三代半导体衬底市场规模从786亿元增长至1521亿元,年复合增速为2461%,半导体器件市场规模从8629亿元增长至60821亿元,年复合增速为9173%。

得益于第三代半导体材料的优良特性,它在 光电子、电力电子、通讯射频 等领域尤为适用。具体来看:

光电子器件 包括发光二极管、激光器、探测器、光子集成电路等,多用于5G通信领域,场景包括半导体照明、智能照明、光纤通信、光无线通信、激光显示、高密度存储、光复印打印、紫外预警等;

电力电子器件 包括碳化硅器件、氮化镓器件,多用于新能源领域,场景包括消费电子、新能源汽车、工业、UPS、光伏逆变器等;

微波射频器件 包括HEMT(高电子迁移率晶体管)、MMIC(单片微波集成电路)等,同样也是用在5G通信领域,不过场景则更加高端,包括通讯基站及终端、卫星通讯、军用雷达等。

现阶段,欧美日韩等国第三代半导体企业已形成规模化优势,占据全球市场绝大多数市场份额。我国高度重视第三代半导体发展,在研发、产业化方面出台了一系列支持政策。国家科技部、工信部等先后开展了“战略性第三代半导体材料项目部署”等十余个专项,大力支持第三代半导体技术和产业发展。

早在2014年,工信部发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》提出设立国家产业投资基金,重点支持集成电路等产业发展,促进工业转型升级,同时鼓励社会各类风险投资和股权投资基金进入集成电路领域;在去年全国人大发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,进一步强调培育先进制造业集群,推动集成电路、航空航天等产业创新发展。瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

具体来看当前主要应用领域的发展情况:

1新能源汽车

新能源汽车行业是未来市场空间巨大的新兴市场,全球范围内新能源车的普及趋势明朗。随着电动汽车的发展,对功率半导体器件需求量日益增加,成为功率半导体器件新的经济增长点。得益于碳化硅功率器件的高可靠性及高效率特性,在车载级的电机驱动器、OBC及DC/DC部分,碳化硅器件的使用已经比较普遍。对于非车载充电桩产品, 由于成本的原因,目前使用比例还相对较低,但部分厂商已开始利用碳化硅器件的优势,通过降低冷却等系统的整体成本找到了市场。

2光伏

光伏逆变器曾普遍采用硅器件,经过40多年的发展,转换效率和功率密度等已接近理论极限。碳化硅器件具有低损耗、高开关频率、高适用性、降低系统散热要求等优点,将在光伏新能源领域得到广泛应用。例如,在住宅和商业设施光伏系统中的组串逆变器里,碳化硅器件在系统级层面带来成本和效能的好处。

3轨道交通

未来轨道交通对电力电子装置,比如牵引变流器、电力电子电压器等提出了更高的要求。采用碳化硅功率器件可以大幅度提高这些装置的功率密度和工作效率,有助于明显减轻轨道交通的载重系统。目前,受限于碳化硅功率器件的电流容量,碳化硅混合模块将首先开始替代部分硅IGBT模块。未来随着碳化硅器件容量的提升,全碳化硅模块将在轨道交通领域发挥更大的作用。

4智能电网

目前碳化硅器件已经在中低压配电网开始了应用。未来更高电压、更大容量、更低损耗的柔性输变电将对万伏级以上的碳化硅功率器件具有重大需求。碳化硅功率器件在智能电网的主要应用包括高压直流输电换流阀、柔性直流输电换流阀、灵活交流输电装置、高压直流断路器、电力电子变压器等装置中。

第三代半导体自从在2021年被列入十四五规划后,相关概念持续升温,迅速成为超级风口,投资热度高居不下。

时常会听到业内说法称,第三代半导体国内外都是同一起跑线出发,目前大家差距相对不大,整个产业发展仍处于爆发前的“抢跑”阶段,对国内而言第三代半导体材料更是有望成为半导体产业的“突围先锋”,但事实真的是这样吗

从起步时间来看,欧日美厂商率先积累专利布局,比如 英飞凌一直走在碳化硅技术的最前沿,从30年前(1992年)开始包含碳化硅二极管在内的功率半导体的研发,在2001年发布了世界上第一款商业化碳化硅功率二极管 ,此后至今英飞凌不断推出了各种性能优异的碳化硅功率器件。除了产品本身,英飞凌在2018年收购了Siltectra,致力于通过冷切割技术优化工艺流程,大幅提高对碳化硅原材料的利用率,有效降低碳化硅的成本。

安森美也是第三代半导体产业布局中的佼佼者,据笔者了解, 安森美通过收购上游碳化硅供应企业GTAT实现了产业链的垂直整合,确保产能和质量的稳定。同时借助安森美多年的技术积累以及几年前收购Fairchild半导体基因带来的技术补充,安森美的碳化硅技术已经进入第三代,综合性能在业界处于领先地位 。目前已成为世界上少数提供从衬底到模块的端到端碳化硅方案供应商,包括碳化硅球生长、衬底、外延、器件制造、同类最佳的集成模块和分立封装方案。

具体到技术上, 北京大学教授、宽禁带半导体研究中心主任沈波 也曾提出,国内第三代半导体和国际上差距比较大,其中很重要的领域之一是碳化硅功率电子芯片。这一块国际上已经完成了多次迭代,虽然8英寸技术还没投入量产,但是6英寸已经是主流技术,二极管已经发展到了第五代,三极管也发展到了第三代,IGBT也已进入产业导入前期。

另外车规级的碳化硅MOSFET模块在意法半导体率先通过以后,包括罗姆、英飞凌、科锐等国际巨头也已通过认证,国际上车规级的碳化硅芯片正逐渐走向规模化生产和应用。反观国内,目前真正量产的主要还是碳化硅二极管,工业级MOSFET模块估计到明年才能实现规模量产,车规级碳化硅模块要等待更长时间才能量产。

泰科天润也直言,国内该领域仍处于后发追赶阶段:器件方面,从二极管的角度, 国产碳化硅二极管基本上水平和国外差距不大,但是碳化硅MOSFET国内外差距还是有至少1-2代的差距 ;可靠性方面,国外碳化硅产品市场应用推广较早,积累了更加丰富的应用经验,对产品可靠性的认知,定义以及关联解决可靠性的方式都走得更前一些,国内厂家也在推广市场的过程中逐步积累相关经验;产业链方面,国外厂家针对碳化硅的材料优势,相关匹配的产业链都做了对应的优化设计,使之能更加契合的体现碳化硅的材料优势。

OFweek维科网·电子工获悉,泰科天润在湖南新建的碳化硅6寸晶圆产线,第一期60000片/六寸片/年。此产线已经于去年实现批量出货,2022年始至4月底已经接到上亿元销售订单。 作为国内最早从事碳化硅芯片生产研发的公司,泰科天润积累了10余年的生产经验,针对特定领域可以结合自身的研发,生产和工艺一体化,快速为客户开发痛点新品 ,例如公司全球首创的史上最小650V1A SOD123,专门针对解决自举驱动电路已经替换高压小电流Si FRD解决反向恢复的痛点问题而设计。

虽然说IDM方面,我国在碳化硅器件设计方面有所欠缺,少有厂商涉及于此,但后发追赶者也不在少数。

就拿碳化硅产业来看,单晶衬底方面国内已经开发出了6英寸导电性碳化硅衬底和高纯半绝缘碳化硅衬底。 山东天岳、天科合达、河北同光、中科节能 均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。

此外,在模块、器件制造环节我国也涌现了大批优秀的企业,包括 三安集成、海威华芯、泰科天润、中车时代、世纪金光、芯光润泽、深圳基本、国扬电子、士兰微、扬杰科技、瞻芯电子、天津中环、江苏华功、大连芯冠、聚力成半导体 等等。

OFweek维科网·电子工程认为,随着我国对新型基础建设的布局展开和“双碳”目标的提出,碳化硅和氮化稼等第三代半导体的作用也愈发凸显。

上有国家支持政策,下有新能源汽车、5G通信等旺盛市场需求, 我国第三代半导体产业也开始由“导入期”向“成长期”过渡,初步形成从材料、器件到应用的全产业链。但美中不足在于整体技术水平还落后世界顶尖水平好几年,因此在材料、晶圆、封装及应用等环节的核心关键技术和可靠性、一致性等工程化应用问题上还需进一步完善优化。

当前,全球正处于新一轮科技和产业革命的关键期,第三代半导体产业作为新一代电子信息技术中的重点组成部分,为能源革命带来了深刻的改变。

在此背景下,OFweek维科网·电子工程作为深耕电子产业领域的资深媒体,对全球电子产业高度关注,紧跟产业发展步伐。为了更好地促进电子工程师之间技术交流,推动国内电子行业技术升级,我们继续联袂数十家电子行业企业技术专家,推出面向电子工程师技术人员的专场在线会议  「OFweek 2022 (第二期)工程师系列在线大会」  。

本期在线会议将于6月22日在OFweek官方直播平台举办,将邀请国内外知名电子企业技术专家,聚焦半导体领域展开技术交流,为各位观众带来技术讲解、案例分享和方案展示。

6g时代的半导体器件技术很好。根据查询相关公开信息显示，6G时代的半导体器件技术越来越成熟，具有更高的芯片封装密度、更低的功耗、更小的尺寸、更高的带宽等优势。它也可以支持更多的应用场景，例如5G、机器人、物联网和自动驾驶等，以及更先进的人工智能技术。

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