沈波:第三代半导体产业面临挑战

北京大学科学部副部长，科技部第三代半导体重点专项专家组组长沈波

目前，我国第三代半导体技术和产业发展主要面临三大挑战:一是国际政治经济环境发生巨大变化，技术封锁危险加剧，二是产业卡脖子问题亟待解决，第三，国际产业进入产业化快速发展阶段，中国核心材料芯片产业化能力有待突破。

第三代半导体，也称为宽带隙半导体，包括氮化镓，碳化硅等，具有突出的光电特性第三代半导体是全球技术竞争的关键领域之一美国，日本等发达国家和地区纷纷推出相关计划，加强第三代半导体技术的研究和产业布局中国也非常重视第三代半导体技术和产业的研发

第三代半导体主要用于三个领域:光电器件，如半导体照明和激光显示射频电子设备，如移动通信基站，卫星通信等，电力设备，如新能源汽车，智能电网，高速轨道交通等5G基站，新能源汽车充电桩，轨道交通等中国新基础设施的七大产业方向，都离不开第三代半导体

第三代半导体产业链主要包括衬底，外延，设计，芯片，封装测试，应用等环节其中，衬底，外延，芯片是投资和创新的重点，技术含量更为密集

以SiC衬底为例，目前国内SiC单晶衬底领域活跃着10余所高校，科研院所和数十家企业，先后攻克了单晶尺寸，电阻率，晶型，单晶炉等一系列核心技术4英寸导电半绝缘SiC衬底已经量产应用，6英寸导电衬底已经大规模产业化但是，目前在缺陷控制，衬底尺寸和表面控制方面，R&D和产业化的水平与国外还有差距

经过20多年的快速发展，中国第三代半导体R&D机构具备了创新链的全部R&D能力，中国第三代半导体企业基本形成了全产业链，产业规模全球第一但高端产品尤其是电子设备还有很大差距，部分高端产品还是空白

目前，以第三代半导体材料与器件为重点，重点发展SiC基电力电子材料与器件，GaN基高效电力电子材料与器件，宽带隙半导体射频电子材料与器件，宽带隙半导体光电材料与器件，宽带隙半导体深紫外光电材料与器件，第三代半导体新功能材料与器件，宽带隙半导体衬底材料与支撑材料等七大关键技术。

十四五期间我国发展第三代半导体的总体目标是从实现可用到解决可用和瓶颈，提高第三代半导体全产业链的能力和水平具体来说，要突破第三代半导体电力电子材料和器件的产业化技术，推动新一代电力电子技术革命，实现在高速列车，新能源汽车，工业电机等领域的大规模应用，开展10 kV千安培SiC功率器件技术应用示范，引领国际UHV输变电和清洁能源并网技术发展，解决移动通信产业GaN基射频芯片卡脖子问题，突破微LED，深紫外光源等光电芯片产业化技术，推动医疗卫生，公共安全，新型显示等产业新业态形成

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