據業內權威人士透露，我國計劃把大力支持發展第三代半導體產業，寫入“十四五”規劃，計劃在2021-2025年期間，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，以期實現產業獨立自主。
目前，關于第三代半導體有關的資訊刷屏了朋友圈，可到底什么是第三代半導體呢？它的優勢和亮點又是什么？它未來的機遇在哪里？在張江，又有哪些和第三代半導體相關的企業呢？讓我們一起去了解下~
什么是第三代半導體？
第一代半導體材料，以硅（Si）、鍺（Ge）為代表，特別是Si，構成了一切邏輯器件的基礎。我們的CPU、GPU的算力，都離不開Si的功勞。
第二代半導體材料，主要是指化合物半導體材料，以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）為代表。其中GaAs在射頻功放器件中扮演重要角色，InP在光通信器件中應用廣泛……
而第三代半導體，發明并實用于本世紀初年，涌現出了碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石（C）、氮化鋁（AlN）等具有寬禁帶（Eg＞2.3eV）特性的新興半導體材料，因此也被稱為寬禁帶半導體材料。
第三代半導體具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率、可承受大功率等特點，廣泛用于制作高溫、高頻、大功率和抗輻射電子器件，應用于半導體照明、5G通信、衛星通信、光通信、電力電子、航空航天等領域。第三代半導體材料已被認為是當今電子產業發展的新動力。
第三代半導體屬于后摩爾定律概念，制程和設備要求相對不高，難點在于第三代半導體材料的制備，同時在設計上要有優勢。
第三代半導體的機遇
隨著5G、新能源汽車等新市場出現，硅（Si）基半導體的性能已無法完全滿足需求，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN），即第三代半導體的優勢被放大。
另外，制備技術進步使得碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）器件成本不斷下降，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）的性價比優勢將充分顯現，第三代半導體未來核心增長點碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）有各自的優勢領域。
一、碳化硅（SiC）
常被用于功率器件，適用于600V下的高壓場景，廣泛應用于新能源汽車、充電樁、軌道交通、光伏、風電等電力電子領域。預計到2023年，SiC功率器件的市場規模將超過15億美元，年復合增長率為31%。
1.【新能源汽車】
在新能源汽車領域，碳化硅（SiC）器件主要可以應用于功率控制單元、逆變器、車載充電器等方面。SiC功率器件輕量化、高效率、耐高溫的特性有助于有效降低新能源汽車系統成本。
2018年特斯拉Model 3采用了意法半導體生產的SiC逆變器，是第一家在主逆變器中集成全SiC功率模塊的車企。此外，近期新上市的比亞迪漢EV也搭載了比亞迪自主研發并制造的高性能SiC-MOSFET 控制模塊。
2.【軌道交通】
在軌道交通領域，SiC器件主要應用于軌交牽引變流器，能大幅提升牽引變流裝置的效率，符合軌道交通綠色化、小型化、輕量化的發展趨勢。
二、氮化鎵（GaN）
側重高頻性能，廣泛應用于基站、雷達、工業、消費電子領域：
1.【5G基站】
GaN射頻器件更能有效滿足5G高功率、高通信頻段的要求。5G基站以及快充兩個領域復合增速較快，有望成為GaN市場快速增長的主要驅動力。基于GaN工藝的基站占比將由50%增至58%，帶來大量GaN需求。預計到2022年，氮化鎵（GaN）器件的市場規模將超過25億美元，年復合增長率為17%。
2.【快充】
GaN具備導通電阻小、損耗低以及能源轉換效率高等優點，由GaN制成的充電器還可以做到較小的體積。安卓端率先將GaN技術導入到快充領域，隨著GaN生產成本迅速下降，GaN快充有望成為消費電子領域下一個殺手級應用。預計全球GaN功率半導體市場規模從2018年的873萬美元增長到2024年的3.5億美元，復合增長率達到85%。
2019年9月，OPPO發布國內首款GaN充電器SuperVOOC 2.0，充電功率為65W；2020年2月，小米推出65W GaN充電器，體積比小米筆記本充電器縮小48％，并且售價創下業內新低。
張江有哪些第三代半導體企業
張江，擁有中國最完善、最齊全的集成電路產業布局，在集成電路產業的材料領域，依舊不乏張江企業的身影。圍繞第三代半導體，不完全統計，張江已有多家企業布局。
張江既有初創企業忱芯科技入局，也有行業布道者藍光科技已經深耕20載。此外，多家企業發展迅速，芯元基半導體在氮化鎵材料領域取得重大創新突破，中晟半導體作為第三代半導體研發設備提供商也有新的技術進展。
01 芯元基半導體
上海芯元基半導體科技有限公司（簡稱“芯元基半導體”），成立于2014年10月，專業從事第三代半導體材料GaN技術和器件的研發、生產，具有自主知識產權的復合圖形化襯底（DPSS）、藍寶石襯底化學剝離和晶圓級芯片封裝等LED芯片創新技術。
公司總部位于上海張江，并在上海自由貿易試驗區臨港新片區設立有研發中心。芯元基半導體已完成了多輪融資，投資方包括中微公司、創徒叢林、甲湛投資、張江科投等。
目前已進入產品快速產業化發展階段。今年3月，基于其獨創的DPSS襯底技術（藍寶石復合圖形襯底），該公司開發出了低位錯密度的高阻GaN（氮化鎵）材料，可用于電子功率器件和微波射頻器件等的制備。
芯元基開發的GaN外延晶體質量已經高于藍寶石襯底的GaN晶體質量，同時結合該公司獨有的化學剝離技術，可以完美地解決藍寶石襯底的散熱問題，為高端光電子器件、電子功率器件和微波射頻器件等提供了一個新的方向。
02 中晟光電
中晟光電設備（上海）股份有限公司（簡稱“中晟光電”），成立于2011年5月，是一家半導體產業鏈上游設備廠商，一直從事第二、三代半導體器件生產的關鍵裝備MOCVD（金屬有機化學氣相沉積）設備的研發、生產、銷售及服務。
中晟光電具有自主創新的MOCVD關鍵的核心技術，在LED照明和深紫外（DUV）應用領域，公司MOCVD設備已完成市場化運作和國產化替代，第三代半導體GaN分立器件應用的ProMaxy? PD設備正處在市場評估驗證階段，GaAs/InP光電通訊等應用的ProMaxy? PE設備也正處在研發/產業化階段。
今年8月，中晟光電宣布完成新一輪股票定向發行，由張江火炬創投（上海浦東科創集團有限公司旗下公司）領投，總募集資金1.13億元，募集資金將主要用于研發生產第二、三代半導體分立器件高端裝備。
03 忱芯科技
忱芯科技創立于2020年，主要為終端客戶提供包括碳化硅功率半導體模塊、驅動電路和碳化硅電力電子系統應用服務在內完整的“模塊+”定制化應用解決方案。
作為國內碳化硅領域的先行者之一，忱芯科技已經研發出多款全碳化硅MOSFET模塊，SiC MOSFET模塊可以作為電力系統的主開關，更好地發揮SiC低損耗的特點，相較于SBD模塊，其應用范圍更廣且技術壁壘更高。忱芯科技未來還將推出碳化硅基MOSFET與硅基IGBT的混合模塊產品，提供給價格敏感性偏高的客戶。
此外，為了一站式解決客戶碳化硅功率模塊的系統應用問題，忱芯科技還開發出基于最新一代NXP GD3100 驅動芯片的SiC功率模塊驅動電路。
同樣在今年8月，忱芯科技完成數千萬元人民幣天使輪融資，由原子創投獨家投資。
04 藍光科技
上海藍光科技有限公司成立于2000年4月，是國內首家從事氮化鎵基LED外延片、芯片研發和產業化生產的企業，注冊資金2.75億元。主要產品有:氮化鎵基高亮度藍、綠光外延片及芯片。
公司主要股東為央企彩虹集團公司、黑龍江省大正投資集團有限公司、北京大學、合肥鑫城國有資產經營有限公司、上海浦東科技投資有限公司等。公司總部位于上海張江，資產總額10億元，員工700余名，擁有MOCVD生產線20條，年產能藍、綠芯片100億顆。
2010年8月，公司在安徽省設立子公司——合肥彩虹藍光科技有限公司，項目總投資89億元人民幣，占地面積516畝，共建設200條MOCVD（45片以上機）及配套芯片生產線，年產超高亮度外延1020萬片，年產全色系芯片2000億顆，年產值115億元，為國內最大的LED產業化基地。
截至2010年底，公司擁有規模化產業基地約35000平方米，專業超凈生產車間7000平方米，資產總額8.7億元，擁有MOCVD生產線20條，具備年產芯片100億顆的產能，可為用戶提供高抗靜電、低衰減的標準芯片和功率型照明芯片。
發展第三代半導體的號角已吹響，張江企業一直走在前行的路上。