关于第三代半导体技术的研究与发展

王成刚

摘要：半导体技术的应用和发展对于现代社会的发展有非常重要的作用。本文的研究对象就是第三代半导体材料技术，经过了第一代和第二代半导体材料技术发展，第三代半导体材料技术应用更加合理，在其技术的应用过程中，也更多的应用于互联网建设、新能源网络等新式集成技术当中。本文研究中，针对第三代半导体技术发展研究现状进行分析，同时也提出第三代半导体材料的发展趋势以及战略建议。

关键词：第三代;半导体技术;研究与发展;材料

半导体技术是现代社会高新技术之一，对于现代社会电子产业、网络技术、通信以及发电技术的集成应用都有非常关键的作用，对于社会的发展也有极大的推动作用。半导体技术也是一种技术材料的研发和应用。当前，从整个世界半导体技术的发展应用分析而言，整个社会已经进入到了第三代半导体技术时代，第三代半导体技术是在前两代半导体技术背景下研发的新型技术，在其技术应用过程中，要求利用半导体技术完成综合管控，在半导体技术研究中，主要是以碳化硅以及氮化镓为主要材料的半导体技术，对于现代技术的研究和发展也起到了一定的积极作用。

1.第三代半导体技术研究现状分析

半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，而在进行半导体技术的研究过程中，主要是包括利用相关元素完成对半导体技术的优化研究，同时也能够在最大程度上提升半导体技术的综合应用效果。第一代和第二代半导体技术分别以硅、锗元素以及化合物为主要材料。同时，第三代半导体技术的研究更加合理，在其技术的研究过程中，其具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更大的电子饱和速度，更适合制作高温、高频、抗辐射及大功率器件的主要特点。所以，第三代半导体技术是当前世界各国半导体领域都在致力研究的新技术。

如。意大利半导体总裁兼首席执行官 Jean-Marc Chery表示，该公司将致力于研究第三代半导体碳化硅技术在电动汽车领域中的应用。SiC 解决方案为电动汽车带来更高系统效率，进而实现更长距离的续航里程、更快速的充电，同时降低成本、减轻重量、节约空间。在工业市场，SiC 解决方案赋能实现更小型、更轻量、更具成本效益的设计，更有效率地转换能量，从而开启清洁能源新应用。

再如，我国虽然整体的半导体技术研发较晚，但是第一二代半导体技术已经成熟，同时国家大力支持科技发展的背景下，我国第三代半导体计算已经逐渐成型，对于我国半导体技术发展起到重要的作用。我国半导体技术的应用也比较全面，在特高压远距离输电、新能源并网、电网智能化建设等。我国第三代半导体技术也是以碳化硅以及氮化镓为主要的研究方向，是现代社会半导体材料的主要研究方向。另外，从技术产业方面而言，我国第三代半导体技术的产业发展也具有良好的前景。2020年，我国第三代半导体整体产值超过7100亿，电力电子及微波射频持续增长。其中，半导体照明整体产值预计7013亿元，受新冠疫情影响较2019年下降7.1%;SiC、GaN电力电子产值规模达44.7亿元，同比增长54%;GaN微波射频产值达到60.8亿元，同比增长80.3%。依此数据而言，我国第三代半导体技术虽然受到影响，但是依然是我国的重要高新技术，对于我国的技术发展起到了关键的作用。

2.第三代半導体技术的研究困境

第三代半导体技术的研发十分关键，对于半导体技术再次转型起到基础作用。同时以当前我国发展而言，半导体技术的新研发也遇到一定的困境，总结为以下几方面内容;

首先，最近两年我国各行各业都受到疫情影响，人才培养、技术资金流动、科研项目研发等环节都受到了严重的打击。所以，造成了我国第三代半导体技术的研究停滞，也造成了一定的技术产业损失。

其次，我国第三代半导体技术研究过程中，相关政策难以落实，各地区存在有人才不均衡，技术基础不平衡，资源基础不平衡等问题，严重影响到了我国整体上的半导体技术研究和发展，不利于高新技术在我国形成区域经济模式[1]。

3.第三代半导体技术的研究和发展趋势分析

3.1第三代半导体技术研究趋势

第三代半导体技术研究发展非常关键，对于技术的综合应用有重要的作用，一定程度上关系到半导体技术材料的研发效果。我国第三代半导体技术已经成型，但是为了促使我国成为科技强国，需要抢先完成技术优化升级，对半导体技术材料加紧研发，实现产业技术的升级应用，保证整个行业属于领先地位。

①在现代化社会发展过程中，完成技术集成应用发展十分关键，并且在技术研究的过程中，更可以落实好半导体制造技术的应用效果，在其发展中，也应该落实半导体技术的综合应用效果，确保其技术发展更加合理。同时在其技术的研发过程中，建议针对半导体的生产技术进行优化。应用设计新平台，实现对半导体生产设计管控。如，保健和制药行业提供分子传感及诊断产品的领先制造商Atonarp今天宣布推出Aston，这是一个创新型原位半导体计量平台，带有集成等离子体电离源。通过Aston，某些应用中的单位工艺吞吐量可以提升40%以上，这是一个很大的改进。从而提升了半导体技术效果[2]。

②半导体材料本身还建议以节能和环保如主要的发展主题。在我国发展中，节能和环保为时代的主体，所以也建议整个半导体材料技术成为现代化社会的节能发展方向，对于社会的发展建设也有积极的作用。

3.2第三代半导体技术的发展建议总结

第三代半导体技术的发展应用过程中，应该落实好半导体技术的综合应用管控，确保其发展建设更加合理。同时在第三代半导体技术的研究中，更应该注重传统问题的解决，如针对当前我国遇到的政策和人才不平衡问题进行解决。

我国半导体技术及其产业发展过程中，建议完成政策落实，国家还是开展“先富带动后富”的技术手段，同时在其技术的研发过程中，更应该注重对地区政策进行制定，鼓励地区开展半导体技术。如，2019年深圳印发的《进一步推动集成电路产业发展行动计划（2019-2023年）》中，就提出要加快培育第三代半导体。目前深圳市已成立第三代半导体器件重点实验室、深圳第三代半导体研究院、清华大学（深圳）研究院第三代半导体材料与器件研发中心等重要平台。南部地区可以以深圳为基础平台，先利用深圳的技术和资金优势发展半导体技术和人才培养，而后逐渐向内陆延伸，实现第三代半导体技术的平衡发展[3]。

结束语

本文笔者针对第三代半导体技术以及材料发展进行了分析，希望能够对第三代半导体技术的发展有所帮助。

参考文献

[1]徐慧铭，刘楠.北京市碳化硅半导体材料发展现状[J].中国战略新兴产业，2019，000（008）：28-29.

[2]白春杰，耿宁佳，常素珍.探讨电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].科学与信息化，2019，000（007）：91-91.

[3]第3代半导体产业技术创新战略联盟.2018全球第3代半导体产业发展回顾及展望[J].新材料产业，2019，000（005）：26-35.