搭乘“新基建”快车的第三代半导体材料:氮化镓、碳化硅...
2020年05月14日 发布
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引言:4月20日的国家发改委新闻发布会上,官方首次明确了“新基建”的范围,这包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施三个方面。“新基建”是与传统的“铁公基”相对应,结合新一轮科技革命和产业变革特征,面向国家战略需求,为经济社会的创新、协调、绿色、开放、共享发展提供底层支撑的具有乘数效应的战略性、网络型基础设施。新基建正如火如荼进行,在新基建的快速前进的步伐中,热点材料第三代半导体的看点有什么,本文将简单分析。 “新基建”包括5G基建、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七大领域。可知“新基建”众多产业的建设都与半导体技术的发展息息相关,尤其是第三代半导体在“新基建”下将迎来重大的机遇。
例如:以第三代半导体氮化镓(GaN)为核心的射频半导体,支撑着5G基站及工业互联网系统的建设;以碳化硅(SiC)以及IGBT为核心的功率半导体,支撑着新能源汽车、充电桩、基站/数据中心电源、特高压以及轨道交通系统的建设;不难看出,氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为首的第三代半导体是支持“新基建”的核心材料。在“新基建”与国产替代的加持下,与第三代半导体相关产业链或将迎来大口享用“新基建”红利的机遇。 从目前第三代半导体材料及器件的研究来看,较为成熟的第三代半导体材料是SiC和GaN,而ZnO、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。
关于第三代半导体碳化硅(SiC): 碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表,也是目前晶体生产技术和器件制造水平最成熟,应用最广泛的宽禁带半导体材料之一,目前在已经形成了全球的材料、器件和应用产业链。是高温、高频、抗辐射、大功率应用场合下极为理想的半导体材料。由于碳化硅功率器件可显著降低电子设备的能耗,因此碳化硅器件也被誉为带动“新能源革命”的“绿色能源器件”。
图:SiC:没啥好好吹的,我就是功率器件一哥 关于第三代半导体氮化镓(GaN): 氮化镓具有高的电离度,出色的击穿能力、更高的电子密度和电子速度以及更高的工作温度,且具有低导通损耗、高电流密度等优势。通常用于微波射频、电力电子、光电子三大领域。微波射频包含了5G通信、雷达预警、卫星通讯等应用;电力电子方向包括了智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费电子等应用;光电子方向包括了LED、激光器、光电探测器等应用。
附表:新基建建设内容与目标 表格来源:赛迪智库电子所,《“新基建”发展白皮书》 粉体圈 编辑 Focus
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