關于第三代半導體技術的研究與發展

王成剛

摘要：半導體技術的應用和發展對于現代社會的發展有非常重要的作用。本文的研究對象就是第三代半導體材料技術，經過了第一代和第二代半導體材料技術發展，第三代半導體材料技術應用更加合理，在其技術的應用過程中，也更多的應用于互聯網建設、新能源網絡等新式集成技術當中。本文研究中，針對第三代半導體技術發展研究現狀進行分析，同時也提出第三代半導體材料的發展趨勢以及戰略建議。

關鍵詞：第三代;半導體技術;研究與發展;材料

半導體技術是現代社會高新技術之一，對于現代社會電子產業、網絡技術、通信以及發電技術的集成應用都有非常關鍵的作用，對于社會的發展也有極大的推動作用。半導體技術也是一種技術材料的研發和應用。當前，從整個世界半導體技術的發展應用分析而言，整個社會已經進入到了第三代半導體技術時代，第三代半導體技術是在前兩代半導體技術背景下研發的新型技術，在其技術應用過程中，要求利用半導體技術完成綜合管控，在半導體技術研究中，主要是以碳化硅以及氮化鎵為主要材料的半導體技術，對于現代技術的研究和發展也起到了一定的積極作用。

1.第三代半導體技術研究現狀分析

半導體是指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料，而在進行半導體技術的研究過程中，主要是包括利用相關元素完成對半導體技術的優化研究，同時也能夠在最大程度上提升半導體技術的綜合應用效果。第一代和第二代半導體技術分別以硅、鍺元素以及化合物為主要材料。同時，第三代半導體技術的研究更加合理，在其技術的研究過程中，其具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導率、更大的電子飽和速度，更適合制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件的主要特點。所以，第三代半導體技術是當前世界各國半導體領域都在致力研究的新技術。

如。意大利半導體總裁兼首席執行官 Jean-Marc Chery表示，該公司將致力于研究第三代半導體碳化硅技術在電動汽車領域中的應用。SiC 解決方案為電動汽車帶來更高系統效率，進而實現更長距離的續航里程、更快速的充電，同時降低成本、減輕重量、節約空間。在工業市場，SiC 解決方案賦能實現更小型、更輕量、更具成本效益的設計，更有效率地轉換能量，從而開啟清潔能源新應用。

再如，我國雖然整體的半導體技術研發較晚，但是第一二代半導體技術已經成熟，同時國家大力支持科技發展的背景下，我國第三代半導體計算已經逐漸成型，對于我國半導體技術發展起到重要的作用。我國半導體技術的應用也比較全面，在特高壓遠距離輸電、新能源并網、電網智能化建設等。我國第三代半導體技術也是以碳化硅以及氮化鎵為主要的研究方向，是現代社會半導體材料的主要研究方向。另外，從技術產業方面而言，我國第三代半導體技術的產業發展也具有良好的前景。2020年，我國第三代半導體整體產值超過7100億，電力電子及微波射頻持續增長。其中，半導體照明整體產值預計7013億元，受新冠疫情影響較2019年下降7.1%;SiC、GaN電力電子產值規模達44.7億元，同比增長54%;GaN微波射頻產值達到60.8億元，同比增長80.3%。依此數據而言，我國第三代半導體技術雖然受到影響，但是依然是我國的重要高新技術，對于我國的技術發展起到了關鍵的作用。

2.第三代半導體技術的研究困境

第三代半導體技術的研發十分關鍵，對于半導體技術再次轉型起到基礎作用。同時以當前我國發展而言，半導體技術的新研發也遇到一定的困境，總結為以下幾方面內容;

首先，最近兩年我國各行各業都受到疫情影響，人才培養、技術資金流動、科研項目研發等環節都受到了嚴重的打擊。所以，造成了我國第三代半導體技術的研究停滯，也造成了一定的技術產業損失。

其次，我國第三代半導體技術研究過程中，相關政策難以落實，各地區存在有人才不均衡，技術基礎不平衡，資源基礎不平衡等問題，嚴重影響到了我國整體上的半導體技術研究和發展，不利于高新技術在我國形成區域經濟模式[1]。

3.第三代半導體技術的研究和發展趨勢分析

3.1第三代半導體技術研究趨勢

第三代半導體技術研究發展非常關鍵，對于技術的綜合應用有重要的作用，一定程度上關系到半導體技術材料的研發效果。我國第三代半導體技術已經成型，但是為了促使我國成為科技強國，需要搶先完成技術優化升級，對半導體技術材料加緊研發，實現產業技術的升級應用，保證整個行業屬于領先地位。

①在現代化社會發展過程中，完成技術集成應用發展十分關鍵，并且在技術研究的過程中，更可以落實好半導體制造技術的應用效果，在其發展中，也應該落實半導體技術的綜合應用效果，確保其技術發展更加合理。同時在其技術的研發過程中，建議針對半導體的生產技術進行優化。應用設計新平臺，實現對半導體生產設計管控。如，保健和制藥行業提供分子傳感及診斷產品的領先制造商Atonarp今天宣布推出Aston，這是一個創新型原位半導體計量平臺，帶有集成等離子體電離源。通過Aston，某些應用中的單位工藝吞吐量可以提升40%以上，這是一個很大的改進。從而提升了半導體技術效果[2]。

②半導體材料本身還建議以節能和環保如主要的發展主題。在我國發展中，節能和環保為時代的主體，所以也建議整個半導體材料技術成為現代化社會的節能發展方向，對于社會的發展建設也有積極的作用。

3.2第三代半導體技術的發展建議總結

第三代半導體技術的發展應用過程中，應該落實好半導體技術的綜合應用管控，確保其發展建設更加合理。同時在第三代半導體技術的研究中，更應該注重傳統問題的解決，如針對當前我國遇到的政策和人才不平衡問題進行解決。

我國半導體技術及其產業發展過程中，建議完成政策落實，國家還是開展“先富帶動后富”的技術手段，同時在其技術的研發過程中，更應該注重對地區政策進行制定，鼓勵地區開展半導體技術。如，2019年深圳印發的《進一步推動集成電路產業發展行動計劃（2019-2023年）》中，就提出要加快培育第三代半導體。目前深圳市已成立第三代半導體器件重點實驗室、深圳第三代半導體研究院、清華大學（深圳）研究院第三代半導體材料與器件研發中心等重要平臺。南部地區可以以深圳為基礎平臺，先利用深圳的技術和資金優勢發展半導體技術和人才培養，而后逐漸向內陸延伸，實現第三代半導體技術的平衡發展[3]。

結束語

本文筆者針對第三代半導體技術以及材料發展進行了分析，希望能夠對第三代半導體技術的發展有所幫助。

參考文獻

[1]徐慧銘，劉楠.北京市碳化硅半導體材料發展現狀[J].中國戰略新興產業，2019，000（008）：28-29.

[2]白春杰，耿寧佳，常素珍.探討電子科學技術中的半導體材料發展趨勢[J].科學與信息化，2019，000（007）：91-91.

[3]第3代半導體產業技術創新戰略聯盟.2018全球第3代半導體產業發展回顧及展望[J].新材料產業，2019，000（005）：26-35.