北京大學理學部副主任、科技部第三代半導體重點專項專家組組長沈波：第三代半導體産業面臨挑戰

當前，我國第三代半導體技術和産業發展主要面臨三大挑戰：一是國際政治和經濟環境急劇變化，技術封鎖危險加劇；二是産業“卡脖子”問題亟待解決；三是國際上已進入産業化快速發展階段，我國核心材料晶片産業化能力亟待突破。

第三代半導體也稱寬禁帶半導體，包括氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）等，有著突出的光電特性。第三代半導體是全球技術競爭的關鍵領域之一。美日歐等發達國家和地區都啟動了相關計劃，加強對第三代半導體技術研究和産業佈局，我國也高度重視第三代半導體技術和産業研發。

第三代半導體主要應用的三大領域分別是光電子器件，如半導體照明、鐳射顯示等；射頻電子器件，如行動通訊基站、衛星通訊等；功率電子器件，如新能源汽車、智慧電網、高速軌道交通等。我國“新基建”七大産業方向，如5G基站、新能源汽車充電樁、軌道交通等，都離不開第三代半導體。

第三代半導體産業鏈主要包括襯底、外延、設計、晶片、封測、應用等環節。其中，襯底、外延、晶片三個環節技術含量更加密集，是投資和創新的重點。

以SiC襯底為例，目前已有10多所高校、科研院所和幾十家企業活躍在國內SiC單晶襯底領域，先後攻克了單晶尺寸、電阻率、晶型、單晶爐等一系列核心技術，4英寸導電型和半絕緣SiC襯底已大規模量産和應用，6英寸導電型襯底已大規模産業化。但目前在缺陷控制、襯底尺寸、面型控制等方面的研發和産業化水準，與國外仍有差距。

經過20多年的高速發展，我國第三代半導體主要研發機構已具備全創新鏈研發能力，國內第三代半導體主要企業已基本形成全産業鏈，産業規模達到世界第一，但高端産品特別是電子器件領域與國外差距還較大，部分高端産品還是空白。

當前，圍繞第三代半導體材料與器件，將重點進行7個方面的技術攻關，包括SiC基電力電子材料與器件、GaN基高效功率電子材料與器件、寬禁帶半導體射頻電子材料與器件、寬禁帶半導體光電子材料與器件、寬禁帶半導體深紫外光電材料與器件、第三代半導體新功能材料和器件、寬禁帶半導體襯底材料與配套材料。

我國“十四五”期間發展第三代半導體的總體目標是從實現“有無”到解決“能用”和“卡脖子”問題，實現第三代半導體全産業鏈能力和水準提升。具體來説，要突破第三代半導體功率電子材料及器件産業化技術，推動新一代電力電子技術革命，實現在高速列車、新能源汽車、工業電機等領域的規模應用；開展萬伏千安級SiC功率器件技術應用示範，引領國際特高壓輸變電和清潔能源並網技術發展；解決行動通訊行業GaN基射頻晶片基本依賴進口的“卡脖子”問題，突破Micro-LED、深紫外光源等光電晶片産業化技術，促進在健康醫療、公共安全、新型顯示等行業形成新興産業。

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