第三代芯片是什么意思

第三代芯片是什么意思,第1张

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

国务院发布的《“十三五”国家科技创新规划》中,第三代半导体被列为国家面向2030年重大项目之一。厦门市也把第三代半导体产业列入着力培育的具有发展潜力的十大未来产业。近年来在中央和各地政府出台政策的大力支持下,以及伴随新能源、智能制造、人工智能、5G通信等现代产业兴起所带来的庞大市场需求的推动下,一大批行业龙头企业近年来纷纷展开大规模投资,以期赢得发展先机。目前国内厂商在第三代半导体有全产业链的布局,产业已呈现快速发展势头。

夯实第三代半导体产业基础

虽然第三代半导体有着诸多优异的性能,但它也不是“万用神丹”。例如,智能手机中的处理器、电脑中的CPU等,从目前看不太有可能换为第三代半导体材料,至少在相当长的时间里第三代半导体还不可能完全取代前两代。

第三代半导体是以宽禁带为标志,决定了它的制造难度不可能比前两代低,暂且不说它能否制成各种功能的替代芯片,就是生产同样功能的器件,第三代半导体对制造工艺和设备的要求也不可能更低,成本也难以更低。

第三代半导体无论是单晶生长、外延层生长还是器件制造,目前处于领先地位仍是美国、欧洲、日本。况且许多基础的半导体工艺技术是相通的,无论哪一代半导体都需要,而在这些基础方面人家比我们强,想跳过或绕过这些薄弱点弯道超车或换道超车,是不太现实且有风险的。

产业的发展有其自然规律,我们可以通过政策、资金等推动加快发展,而不应是光想着跳过、绕过或其他取巧的方式。要改变我们在半导体芯片方面的被动局面,光靠第三代半导体是不够的,更不是一朝一夕就能实现的,需要上游的材料和设备,中游的芯片设计、制造和封测,下游的应用等全产业链较长时期的共同努力,补上我们在半导体基础技术、工艺、设备等方面的短板,夯实基础,才有可能实现在第三代半导体突破性发展。


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