隨著碳化硅(SiC)進(jìn)入新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈、氮化鎵(GaN)在快充上的規(guī)�；瘧�(yīng)用，第三代半導(dǎo)體逐步進(jìn)入消費(fèi)端和工業(yè)端，在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域嶄露頭角。

中國(guó)第三代半導(dǎo)體真正要火起來并不容易，面臨四大問題。

第一大問題：技術(shù)差距明顯

第三代半導(dǎo)體的生產(chǎn)步驟包括單晶生長(zhǎng)、外延層生長(zhǎng)以及器件/芯片制造，分別對(duì)應(yīng)襯底、外延和器件/芯片�？傮w來說，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)目前主要處于國(guó)外企業(yè)壟斷的局面。

對(duì)于氮化鎵的布局，記者表示：“2020年華燦光電募集約3億元投向GaN電力電子器件領(lǐng)域。電子電力器件與公司深耕的光電領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)有所不同，但材料體系相似，工藝制備方面有一定相通之處，電力電子器件產(chǎn)品工藝段更為復(fù)雜，線寬控制和設(shè)備的要求更高。目前6英寸硅基GaN電力電子器件工藝已通線，預(yù)計(jì)2022年推出650V cascode產(chǎn)品，2023年具備批量生產(chǎn)和代工能力。

第一個(gè)是碳化硅的襯底，海外目前是6英寸轉(zhuǎn)8英寸，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在是4英寸轉(zhuǎn)6英寸，有很大差距;另一個(gè)海外商用碳化硅使用了MOS管，而國(guó)內(nèi)還在使用二極管

第二大問題：市場(chǎng)應(yīng)用有限

從增量來源來看，5G、光伏智能電網(wǎng)、新能源汽車等是主要的增量來源。根據(jù)第3代半導(dǎo)體的發(fā)展情況，其主要應(yīng)用為半導(dǎo)體照明、電力電子器件、激光器和探測(cè)器、以及其他領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)成熟度各不相同。

4、其他應(yīng)用在前沿研究領(lǐng)域

第三代半導(dǎo)體可用于太陽(yáng)能電池、生物傳感器、水制氫媒介、及其他一些新興應(yīng)用。

在國(guó)內(nèi)，得到高度關(guān)注的第三代半導(dǎo)體應(yīng)用有：氮化鎵充電器電源IC、氮化鎵基站PA、氮化鎵5G手機(jī)PA、氮化鎵IGBT、碳化硅SBD、碳化硅MOSFET。

第三大問題：成本是最大瓶頸

第三代半導(dǎo)體要擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)，成本是最大瓶頸。

以碳化硅來說，技術(shù)難度在于3點(diǎn)：

1.在長(zhǎng)晶的源頭晶種純度要求相當(dāng)高

2.長(zhǎng)晶的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，碳化硅晶棒約需要7天。一般硅材料長(zhǎng)晶平均約3-4天即可長(zhǎng)成一根晶棒。

3.長(zhǎng)一根碳化硅的長(zhǎng)晶棒只能長(zhǎng)出2公分，量產(chǎn)的成本高很多。而一般的硅晶棒約有200公分的長(zhǎng)度。

據(jù)說，第三代半導(dǎo)體材料，這樣一片厚度只有0.5毫米的“碳化硅”6英寸晶片，市場(chǎng)售價(jià)高達(dá)2000美金。而12吋硅晶圓的平均單價(jià)在108～112美元價(jià)位，再加上制造成本和良率，第三代半導(dǎo)體比第一代半導(dǎo)體硅晶成本要貴很多倍。

第四大問題：產(chǎn)業(yè)人才短缺

化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)時(shí)間比第一代半導(dǎo)體人才的培養(yǎng)時(shí)間更長(zhǎng)，沒有個(gè)3-5年根本就成長(zhǎng)不起來。

第三代半導(dǎo)體材料目前產(chǎn)業(yè)化主要集中在碳化硅和氮化鎵兩個(gè)方向，其中碳化硅應(yīng)用已有十多年，產(chǎn)業(yè)化更加成熟。

由于硅工藝已經(jīng)非常成熟，在單個(gè)芯片成本上具有優(yōu)勢(shì)，據(jù)了解，碳化硅或氮化鎵的單個(gè)器件可以高達(dá)硅的4倍。

在不少業(yè)內(nèi)人士看來，第三代半導(dǎo)體在技術(shù)層面并沒有太大瓶頸，國(guó)內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)室能夠進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，但是最關(guān)鍵的在于量產(chǎn)，這就涉及團(tuán)隊(duì)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、人才構(gòu)成等因素。

隨著量產(chǎn)推進(jìn)，成本將會(huì)快速下降。

其中，設(shè)備商扮演著重要角色，“產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來，最關(guān)鍵的就是要節(jié)省成本，(碳化硅領(lǐng)域)今天相比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，愛思強(qiáng)有10%到15%的成本優(yōu)勢(shì)，我們預(yù)計(jì)在2023年還可以繼續(xù)下降25%左右的成本，”方子文談道，“在氮化鎵領(lǐng)域，我們的生產(chǎn)成本到2023年會(huì)持續(xù)下降20%到30%左右，我們的產(chǎn)能也會(huì)提升20%到30%左右。”

這又和自動(dòng)化產(chǎn)線息息相關(guān)

生產(chǎn)之外，第三代半導(dǎo)體企業(yè)還面對(duì)著盈利、需求的考驗(yàn)，有產(chǎn)業(yè)鏈人士向記者表示：“功率器件生意很難做，有時(shí)甚至要倒貼。比如在不少商務(wù)合同中，如果出現(xiàn)產(chǎn)品賠償?shù)膯栴}，功率器件企業(yè)還需要賠償客戶損失的利潤(rùn)，而非器件本身的成本，因此前端承受的風(fēng)險(xiǎn)較大，一些投資機(jī)構(gòu)開始會(huì)優(yōu)先選擇封裝環(huán)節(jié)企業(yè)來降低風(fēng)險(xiǎn)。”

(關(guān)鍵字：半導(dǎo)體)