目前由于快充技術、車載電子的興起,以及當前的硅基芯片逐漸接近極限,業界開始逐漸認識到第三代半導體的廣泛應用,讓人驚喜的是中國在第三代半導體方面已與全球居于同一水平。
第一代半導體為硅基芯片,這是當前的絕對主流,目前仍然占據半導體市場九成以上的份額,不過硅基芯片已逼近極限,芯片制造工藝已逼近1nm,制造工藝研發難度越來越大,近期臺積電的3nm工藝似乎就再次延期,這從蘋果今年下半年的A16處理器沒能用上3nm工藝可以看出來,此外對于存儲芯片等來說10nm級別也已基本達到極限,否則就耐用性就成為問題。(高芯圈)
這都迫使全球半導體行業研發新的芯片材料,業界將砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)等化合物定義為第二代半導體,這類半導體主要用于制造高性能毫米波器件、發光器件等的材料;第三代材料則是以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等化合物為代表。
第三代半導體材料是隨著快充技術、新能源汽車發展起來的,這方面小米、比亞迪等知名企業已為我們普及了許多。小米將氮化鎵(GaN)充電器很好為我們普及了氮化鎵(GaN)的作用,比亞迪則在電池技術、快充技術方面廣泛應用第三代半導體材料,隨著比亞迪在新能源汽車行業越來越熱,它也在積極推動第三代半導體材料的應用。
上述談到的第一代、第二代、第三代半導體材料其實并非互相替代,就目前來說硅基材料仍然是芯片行業的基礎,而第二代和第三代半導體材料只是與第一代半導體材料互補,對于當下推進的節能減排、產業轉型升級提供支撐。
相比起第一代半導體,中國屬于后起而加緊追趕,但是卻受制于中國在產業鏈方面的劣勢,導致中國在硅基芯片行業與全球先進水平存在較大差距,目前中國在第三代半導體方面則已形成了自己的完整產業鏈。
中國已擁有自己的第三代半導體材料生產企業、加工企業,擁有自己的完善產業鏈,同時中國在第三代半導體應用方面更居于全球領先水平。中國的手機企業在快充技術方面居于領先地位,中國在新能源汽車行業也已居于全球領先地位,都與中國在第三代半導體領域擁有完善的產業鏈分不開。
業界預期在未來5年,全球的碳化硅(SiC)市場規模將猛增兩倍多,氮化鎵(GaN)市場規模更將增長20倍,中國依托于自己的完善產業鏈可望在第三代半導體領域取得領先優勢,甚至有望后來者居上實現對美國的趕超。
雖然說碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)屬于第三代半導體材料,不過對于芯片行業來說,研發碳基芯片才能完全取代硅基芯片,碳基芯片將打破當前硅基芯片的工藝極限,業界人士指出碳基晶體管的運行速度最高可達到硅基晶體管的10倍,而功耗卻只有后者的十分之一,目前歐美和中國都在積極推動碳基芯片的研發,但是這方面的突破還需要不少時間。(芯片招聘)
從第一代半導體到如今的第三代半導體,中國快速縮短與美國等的差距,體現了中國在基礎材料科學方面的巨大進步,這也與中國技術研發實力不斷提高有關,此前幾十年由于種種原因中國的科學研究主要偏向于應用方面,如今中國有了足夠的資金和實力也有能力在基礎科學方面進行投入,甚至與全球達到同步,這是巨大的進步。
來源:柏銘007