這幾天，第三代半導體又雙叒叕火了，火的程度不亞于年初小米推出氮化鎵快充引起的熱浪。

這次引起關(guān)注的主要原因是網(wǎng)上流傳的一個消息，據(jù)業(yè)內(nèi)權(quán)威人士透露，我國計劃把大力支持發(fā)展第三代半導體產(chǎn)業(yè)，寫入正在制定的“十四五”規(guī)劃。

第三代半導體主要應用于功率器件和射頻器件，對制程工藝要求沒那么高，但又是一個嚴重落后的領(lǐng)域，如果在這方面能夠?qū)崿F(xiàn)逆轉(zhuǎn)，

也是一種策略。

什么是第三代半導體？

從半導體的斷代法來看，硅（Si）、鍺（Ge）為第一代半導體，特別是 Si，構(gòu)成了一切邏輯器件的基礎(chǔ)，我們的 CPU、GPU 的算力，都離不開 Si 的功勞；砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）為第二代半導體的代表，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……

而到了半導體的第三代，就涌現(xiàn)出了碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石（C）、氮化鋁（AlN）等新興材料。

所以就導致很多材料學的人詫異，啥，這都是半導體？金剛石咋就微微導電了？

首先需要從一個科普的問題入手，什么是半導體？

官方的給出的解釋非常中庸，導電性介于導體和絕緣體之間的材料，稱為半導體。

那么半導體到底是導呢？還是不導呢？還是微微導？這是個很容易誤導人的解釋，信還是不信，微微信。

其實半導體真實的意思應該這樣理解：

在特定情況下導電，在特定情況下絕緣的材料。

換成這個角度，一切問題就豁然開朗。我們知道，數(shù)字世界的基礎(chǔ)為二進制的 0 和 1，因此，半導體的導和不導，就構(gòu)成了 0 和 1 的基礎(chǔ)。

同樣的，在電力電子領(lǐng)域，電力供應和傳輸?shù)拈_和關(guān)，也可以用半導體的導和不導來實現(xiàn)，這就構(gòu)成了功率半導體的基礎(chǔ)。

而功率半導體，恰恰就是第三代半導體的主要用武之地。

在第三代半導體的代表中，碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）目前是技術(shù)較為成熟的材料（當然是相對而言，價格還是居高不下，也談不上成熟）。

而氧化鋅（ZnO）、金剛石（C）、氮化鋁（AlN）等就更落后了，還處在研究階段，剛剛起步。科研人員也就只能用爐子制造一些零零碎碎的“彩鉆”來玩玩，想要把金剛石制成大晶圓，還為時尚早。

業(yè)內(nèi)人士對于第三代半導體也褒貶不一，有的人甘之如飴，有的人避之不及。

特別在投資領(lǐng)域，一些人在蹭熱點，一些人在挖價值，一些人在隨風起舞，一些人在避風駐足。

消極觀點的原因就是，第三代半導體的性價比太低，而且相比之下應用空間比 Si 要小很多，功率半導體、射頻器件，比起邏輯芯片來，市場規(guī)模小巫見大巫。

其實筆者想說的是，并不存在十全十美的半導體材料，被業(yè)界選中并廣泛使用的，都是在各個性能指標之間的平衡。頻率、功率、耐壓、溫度……就算各個指標表現(xiàn)優(yōu)異，還得考慮制造工藝復雜性和成本。

第三代半導體的產(chǎn)業(yè)化，也需要在各個方面尋找到平衡。

一代、二代、三代半導體之間，并非簡單的取代關(guān)系，行業(yè)足夠大、需求足夠多樣，每一種材料都會找到適合的需求空間。

對于第三代半導體材料而言，一般射頻器件主要采用 GaN，功率器件主要采用 SiC 和 GaN。

比如 5G 的毫米波射頻，離不開 GaN；高功率器件需要基于 SiC 的二極管、MOS 管等；而前文提到的小米快充，則是采用的 GaN 功率器件。

既然第三代半導體的風口來了，那么各懷心思蹭熱點的現(xiàn)象也層出不窮，比如那些搞個空殼公司各地簽約幾十、幾百億大項目，什么火做什么，什么難做什么。

比如那些搞 LED 的公司，也站出來炒 LED 概念。

半導體投資人士陳穰（化名）義正言辭地說，“那些做 LED 的，氮化鎵就是瞎炒概念！”

氮化鎵（GaN）在 LED 應用中早已不是什么新鮮事兒，其實 GaN 之所以被選出來作為半導體材料的初衷，為了藍光 LED 而生。

而我們現(xiàn)在追捧的第三代半導體特性，寬禁帶、高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率等，屬于適用于射頻、功率等領(lǐng)域的特性要求，就是另外一回事了。
責任編輯：tzh