摩尔定律已逼近物理极限,宽禁带半导体成为后摩尔时代半导体发展的 蹊径 之一,而在这一领域,国内企业有望实现弯道超车。

宽禁带半导体是指禁带宽度在2.3eV及以上的半导体材料,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表,也称 第三代半导体 。

采用SiC、GaN材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行,适用于高电压、高频率场景,还能以较少的电能消耗,获得更高的运行能力。

据第一财经报道称,硅基氮化镓(GaN on Si)功率器件企业英诺赛科董事长骆薇薇近日在2022年ISES China峰会上表示,宽禁带半导体不属于先进工艺,对设备的依赖会小一点,其涉及的很多设备目前基本上可以在国内获得,核心设备后期也可以实现自主可控。 这是一个新赛道,我们有机会获得突破。

目前Si仍是半导体材料主流,占比95%。Yole预测,第三代半导体渗透率将逐年上升,SiC渗透率在2023年有望达到3.75%,GaN渗透率在2023年达到1.0%。

赛迪顾问新材料产业研究中心首席分析师李龙近日在2022世界半导体大会上表示,第三代半导体行业总体来看还处于发展早期阶段,任何一个玩家若能实现技术突破,则可以改变目前的市场格局,第三代半导体也因此成为了相关企业换道超车的重要领域。

目前SiC、GaN器件大规模商用的最大障碍还是产品性价比。 相关人士对第一财经表示,SiC二极管已经规模商用,SiC MOS器件国内部分企业实现技术突破,在大规模制造能力方面还需要持续优化。

GaN材料具备多重性能优势。首先,GaN可以进一步提高开关频率,这意味着可以减少系统材料的体积和面积,其次,GaN的高饱和电子浓度可以大幅降低导频损耗,实现小尺寸的功率器件设计。

GaN产业链玩家的分类与SiC类似,海外企业在GaN功率半导体技术及产能上较为领先,包括英飞凌、Qorvo等。

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