華為進軍，萬億美元「力捧」，第三代半導體到底是何方神聖？

最近「第三代半導體」可以說是徹底火了。上個月，有報道稱，國家制定了第三代半導體發展推進計劃，並且為這個計劃預留了約1萬億美元的資金。

訊息一出，第三代半導體受到科技圈、媒體和資本市場的熱烈關注。眾多行業媒體爭相報道，A股半導體股更是迎來一波集體大漲。而在近日，關於華為進軍第三代半導體領域的訊息又掀起一波熱議。

那麼，這「第三代半導體」到底是何方神聖？相信很多朋友還沒搞清楚。今天，就讓我們來全面認識它吧。

一、什麼是第三代半導體？

對於「半導體」這個概念，很多小夥伴應該有所瞭解，它是一種常溫下導電性介於導體和絕緣體之間的材料，可以簡單理解為：在特定情況下導電、在特定情況下絕緣的材料。

第三代半導體，就是以氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）、氧化鋅（ZnO）和金剛石為代表的半導體材料，其中技術較為成熟、應用較多的主要是氮化鎵和碳化矽。

目前，氮化鎵主要被用於光電子產品、大功率器件、高頻微波器件以及通訊基站領域；而碳化矽則應用於電動汽車、電源、儲能、充電樁、新能源、智慧電網等領域。

值得注意的是，這個「第三代」主要是國內的叫法。關於半導體的區分，國際規範上並不是用第幾代來表示，按國際通用的說法，它叫做「寬禁帶半導體」。

寬禁帶半導體，指的是禁頻寬度大於2.2eV（電子伏特）的半導體材料（eV是能量的單位，表示一個電子經過1V的電位差加速後所獲的動能）。

二、第三代半導體有什麼優勢？

在過去，主流半導體材料的禁頻寬度相對較窄，比如矽的禁頻寬度約為1.12eV。而第三代半導體，比如氮化鎵禁頻寬度則可達到3.39eV。

禁頻寬度對於器件效能有非常大的影響，它直接決定著器件的耐壓性和最高工作溫度。一般來說，禁頻寬度越寬，擊穿電壓越大，器件就越耐壓耐高溫。

因此，第三代半導體在效能上展現出耐高溫、耐高壓、能源轉換效率高、損耗低、導電性強、工作速度快、開關頻率高、適用高頻環境及高功率密度等優勢。

以最近很火的綠聯100W氮化鎵充電器為例，氮化鎵黑科技的加持，使其在實現高功率的同時，將體積壓縮到小於蘋果61W單口充電器大小。不僅達到1.5小時給蘋果筆記本充滿電的速度，還能「一器多用」，同時為兩臺膝上型電腦和兩部手機進行快速充電。

氮化鎵等第三代半導體器件的應用，實現了裝置體積和效能的優化。而對於使用者來說，它帶來的是一種更靈活、更多用途、更高品質的現代生活方案。

三、第三代半導體就比第一、二代更先進嗎？

說到第幾代這個概念，很多人都有這樣的認知：第三代比第一二代強。不過，第三代半導體真的比第一代、第二代半導體更先進嗎？

要弄明白這個問題，首先要了解第一代、第二代半導體。

按照業界約定俗成的「斷代法」，矽（Si）和鍺（Ge）為第一代半導體，這兩類也是在積體電路領域應用最多的半導體，它們被廣泛應用在我們的電腦、手機、電視等電子裝置裡。尤其是矽，它是構成一切邏輯器件的基礎，我們的CPU、GPU演算法的實現，都離不開矽。

第二代半導體則是以砷化鎵（GaAs）和磷化銦（GaP）為代表，它們主要應用於移動通訊、衛星通訊、導航等領域。其中砷化鎵在射頻功放器件中起著關鍵作用，而磷化銦則被廣泛應用在光通訊器件中。

正如前面說到的，半導體的 「代際」，是根據材料本身特性來劃分的。與我們常說的「產品迭代」不同，第三代半導體並不是第一、二代半導體的升級。

三代半導體之間是並存關係，它們各有各的應用場景和優勢。第三代半導體之所以備受力捧，主要是由於其效能在電力電子、5G通訊和新能源等新興應用市場更具優勢。不過，目前全球半導體市場90%仍是以矽為代表的第一代半導體，第二代、第三代加起來大概只有10%。

四、第三代半導體的前景

首先，從政策環境來看，第三代半導體是我國「十三五」時期重點佈局的方向，近幾年國家和地方層面都在大力推進第三代半導體產業的發展。

而從市場來看，第三代半導體市場被長期看好，我們可以看到，在新能源、光伏發電、PD快充、5G等領域，第三代半導體的市場份額不斷取得突破。據權威調研預測，到2025年，碳化矽以及氮化鎵的全球市場規模將增長到36.8億美元，翻了四倍多。

在下游應用領域，國內第三代半導體器件已經打入新能源汽車、PD快充、5G基站等眾多關鍵領域。這些領域，在國內擁有巨大的潛力和增量市場，從近期綠聯等品牌氮化鎵快充成為市場爆款、5G手機銷售收入暴漲1458%等等均可見一斑。

此外，國內主流企業積極佈局，產業化核心技術取得突破，國產替代趨勢下產業鏈上下游合作更為緊密、深入，這些都推動著國內第三代半導體產業的高速發展。

教授相信，中國製造業不斷轉型升級的大方向是不會變的。在這條路上，第三代半導體無疑是一個時代紅利，作為萬億級的產業新風口，其成長動能有望持續上升。讓我們拭目以待吧