隨著碳化硅(SiC)進入新能源汽車產業鏈、氮化鎵(GaN)在快充上的規模化應用，第三代半導體逐步進入消費端和工業端，在功率半導體領域嶄露頭角。

中國第三代半導體真正要火起來并不容易，面臨四大問題。

第一大問題：技術差距明顯

第三代半導體的生產步驟包括單晶生長、外延層生長以及器件/芯片制造，分別對應襯底、外延和器件/芯片。總體來說，第三代半導體產業目前主要處于國外企業壟斷的局面。

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

第一個是碳化硅的襯底，海外目前是6英寸轉8英寸，國內現在是4英寸轉6英寸，有很大差距;另一個海外商用碳化硅使用了MOS管，而國內還在使用二極管

第二大問題：市場應用有限

從增量來源來看，5G、光伏智能電網、新能源汽車等是主要的增量來源。根據第3代半導體的發展情況，其主要應用為半導體照明、電力電子器件、激光器和探測器、以及其他領域，每個領域產業成熟度各不相同。

4、其他應用在前沿研究領域

第三代半導體可用于太陽能電池、生物傳感器、水制氫媒介、及其他一些新興應用。

在國內，得到高度關注的第三代半導體應用有：氮化鎵充電器電源IC、氮化鎵基站PA、氮化鎵5G手機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

第三代半導體要擴大應用市場，成本是最大瓶頸。

以碳化硅來說，技術難度在于3點：

1.在長晶的源頭晶種純度要求相當高

2.長晶的時間相當長，碳化硅晶棒約需要7天。一般硅材料長晶平均約3-4天即可長成一根晶棒。

3.長一根碳化硅的長晶棒只能長出2公分，量產的成本高很多。而一般的硅晶棒約有200公分的長度。

據說，第三代半導體材料，這樣一片厚度只有0.5毫米的“碳化硅”6英寸晶片，市場售價高達2000美金。而12吋硅晶圓的平均單價在108～112美元價位，再加上制造成本和良率，第三代半導體比第一代半導體硅晶成本要貴很多倍。

第四大問題：產業人才短缺

化合物半導體產業人才的培養時間比第一代半導體人才的培養時間更長，沒有個3-5年根本就成長不起來。

第三代半導體材料目前產業化主要集中在碳化硅和氮化鎵兩個方向，其中碳化硅應用已有十多年，產業化更加成熟。

由于硅工藝已經非常成熟，在單個芯片成本上具有優勢，據了解，碳化硅或氮化鎵的單個器件可以高達硅的4倍。

在不少業內人士看來，第三代半導體在技術層面并沒有太大瓶頸，國內外的實驗室能夠進行技術攻關，但是最關鍵的在于量產，這就涉及團隊的生產經驗、人才構成等因素。

隨著量產推進，成本將會快速下降。

其中，設備商扮演著重要角色，“產業發展起來，最關鍵的就是要節省成本，(碳化硅領域)今天相比競爭對手，愛思強有10%到15%的成本優勢，我們預計在2023年還可以繼續下降25%左右的成本，”方子文談道，“在氮化鎵領域，我們的生產成本到2023年會持續下降20%到30%左右，我們的產能也會提升20%到30%左右。”

這又和自動化產線息息相關

生產之外，第三代半導體企業還面對著盈利、需求的考驗，有產業鏈人士向記者表示：“功率器件生意很難做，有時甚至要倒貼。比如在不少商務合同中，如果出現產品賠償的問題，功率器件企業還需要賠償客戶損失的利潤，而非器件本身的成本，因此前端承受的風險較大，一些投資機構開始會優先選擇封裝環節企業來降低風險。”

(關鍵字：半導體)