半导体展NEPCON|宽禁带半导体材料应用前景及面临的挑战

 

宽禁带半导体材料突破原有半导体材料在大功率、高频、高速、高温环境下的性能限制，在5G通信、互联网、新能源、电子信息产业等前沿领域发挥重要作用。在摩尔定律遇到瓶颈，“中国制造2025”的大背景下，宽禁带半导体材料的发展前景不可限量。今天就由半导体展NEPCON小编为你解读更多行业新趋势。

 

目前，宽禁带半导体主要在3个领域有强大的市场竞争力。先是射频器件，即微波毫米波器件。与砷化镓和硅等半导体材料相比，在微波毫米波段的宽禁带半导体器件工作效率和输出功率明显要高，适合做射频功率器件。民用射频器件主要应用在移动通信方面，包括现在的4G、5G和未来的6G通信。例如，国内新装的4G和5G移动通信的基站几乎全用氮化镓器件。尤其是5G基站采用多输入多输出（MIMO）收发体制，每个基站64路收发，耗电量是4G基站的3倍以上，而且基站的密集度还要高于4G基站。未来6G通信频率更高、基站数更多，矛盾将更加突出。

 

第二是大功率电力电子器件。快充装置、输变电系统、轨道交通、电动汽车和充电桩等都需要大功率、高效率的电力电子器件。碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体等具有比其他半导体材料更为明显的优势。

 

第三是光电器件。宽禁带半导体尤其在短波长光电器件方面有很明显的优势。例如在蓝光方面，现在半导体照明已经采用了氮化镓，在紫光、紫外光甚至在黄光、绿光等方面都可以直接用氮化物半导体作为材料。

 

从数据来看，自2017年至今，宽禁带半导体器件的市场规模呈非常明显的上升趋势。也就是说，近几年的确是宽禁带半导体创新发展的好时机，但是宽禁带半导体领域面临的难题依旧很多，如工艺的稳定性，核心技术研发、成果转化、成本控制等方面，不可否认的是，第三代半导体确实突破了一、二代半导体材料自身材料固有特性的限制，也被市场所看好，有希望全面取代一、二代半导体材料，但是由于我国第三代半导体产业起步较晚，目前第三代半导体的核心技术还是被日本、美国、欧洲等国家掌握，但“失之东隅,收之桑榆”，这也给予了我国第三代半导体业很大的发展空间，在中国制造2025的大背景下，宽禁带半导体材料的发展前景不可限量。

 

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文章来源：半导体产业纵横