第三代半導體到底是什麼

2020-09-05 清揚路刀哥

第一第三代半導體是什麼
第一代材料是矽，大家通俗理解的矽谷，就是第一代半導體的產業園。

第二代材料是砷化鎵，為4G時代而生，目前的大部分通信設備的材料

第三代材料是碳化矽和氮化鎵等，未來5G時代的標配。

氮化鎵，氮化鎵可以在1~110GHz 範圍的高頻波段應用， 三大應用領域是LED（照明、顯示）、射頻通訊、高頻功率器件。LED的有效成分即氮化鎵，本身是發藍光，需要配合螢光劑變成白光。LED應用方面，最近火的miniLED就用到了氮化鎵，射頻應用方面主要是基站PA，華為找三安集成代工的就是這個東東，功率器件主要用在低壓上，最容易實現的設備應用之一就是人盡皆知的氮化鎵充電器，小米華為等手機廠，都有。氮化鎵可用微波電路，高速開關電路和紅外線電路。VR\AR的核心是VCSEL，它也用到了氮化鎵，預計2025年氮化鎵的市場規模超過百億美元。

碳化矽，碳化矽有四大大優勢：高壓、高頻、高溫、壽命，主要應用領域在電網、軌道交通、電動汽車及充電樁領域。而在氮化鎵的應用領域，如果搭配碳化矽的襯底，性能會更優異。最近很火的特斯拉model3採用了意法半導體的24個碳化矽MOSFET模塊，對比矽基的IGBT續航可以提升5~10%。2017 年全球碳化矽功率器件市場規模約4 億美元，2023 年將達到 16.44億美元。年複合增長率 26.6%。兩者對比，從兩者各自的特性，碳化矽是襯底材料最優的選擇，以此生長碳化矽的外延片適合高壓功率半導體，生長氮化鎵的外延片適合中低壓功率半導體、LED、射頻。功率半導體是電動車的核心，LED是顯示設備的核心，射頻是5G通訊的核心，這三者的基礎都是碳化矽，

所以我認為碳化矽是半導體材料的王者，而氮化鎵溫文爾雅，在碳化矽的肩膀上極致發揮，應該被譽為半導體材料的王后。

第三代半導體哪些環節最受益？中國計劃將大力支持發展第三代半導體產業寫入「十四五」規劃之中。中國計劃在2021至2025年期間，「舉全國之力」，在教育、科研、開發、融資、應用等等各個方面，大力支持發展第三代半導體產業，目標實現產業獨立自主，「不會受制於人」。另外，消息補充稱，中國將高度優先發展半導體產業，地位如同當年製造原子彈一般。

第三代半導體有一個特點，它不是摩爾定律，是後摩爾定律，它的線寬都不是很小的，設備也不是特別的貴，但是它的材料不容易做，設計上要有優勢更新的技術，才需要更強的產品做技術換代，同時推動市場量產來降低成本。而在3G4G時代，風口未到。這個行業領域，國內產業化正在飛速發展。


可以說在這個材料行業，中國一開始就跑在了前面。這個和華為在5G技術上領先是很類似的。

中國成都的海威華芯（HiWafer）半導體公司，海特高新旗下子公司
廈門的三安集成電路公司（San』an IntegratedCircuit），三安光電子公司
還有一個乾照光電

較為正宗的為國內這3家上市公司。氮化鎵作為新的材料，是5G時代的最大受益者之一。

不止射頻電路LED等等應用，未來5G全行業上下遊都可能採用這個新材料。
未來市場巨大，而且軍工雷達等應用上也是必不可少的部分。未來有軍工氮化鎵應用也要關注。
美國的雷達系統已經全面使用了，我相信軍工改進裝備上也不會落後。

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  • 什麼是第三代半導體?包你能看懂
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