[發布日期：2021-10-14 14:51:05] 點擊：
第三代半導體也稱為寬禁帶半導體，不同於傳統的半導體主要賴矽晶圓，它在材料層麵上實現了更新。而與第一代、第二代半導體並非替代關係，而是形成互補，三者特性各異、用途不同。
具體來看，第一代半導體材料以矽(Si)和鍺(Ge)為主，是CPU處理器等集成電路主要運用的材料;第二代半導體包括砷化镓(GaAs)、磷化銦(InP)等，目前手機所使用的關鍵通信芯片都采用這類材料製作。
第三代半導體材料主要是以碳化矽(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶半導體材料。在通信、汽車、高鐵、衛星通信、航空航天等應用場景中有優勢。其中，碳化矽、氮化镓的研究和發展更為成熟。
SiC器件的需求比產量漲的快
受材料本身特性的限製，傳統矽基功率器件已經漸漸難以滿足 5G 基站、新能源車及高鐵等新興應用對器件高功率及高頻性能的需求，但SiC作為半導體材料具有優異的性能，尤其是用於功率轉換和控製的功率元器件。與傳統矽器件相比可以實現低導通電阻、高速開關和耐高溫高壓工作，因此近年來倍受歡迎。
目前，SiC*大的應用市場在新能源汽車的功率控製單元、逆變器、DC-DC轉換器、車載充電器等。以電動汽車為例，采用碳化矽芯片，將使電驅裝置的體積縮小為五分之一，電動汽車行駛損耗降低60%以上，相同電池容量下裏程數顯著提高。
特斯拉此前在Model3率先使用意法半導體和英飛淩的SiC逆變器;2020年國產比亞迪新能源汽車“漢”的電機控製器中開始應用SiC-MOSFET模塊;今年3月，器件廠商斯達半導也宣布加碼車規級SiC模組產線。據Yole預計，到2025年，新能源汽車和充電樁領域的SiC市場將達到17.78億美元，約占SiC總市場規模的七成左右。
碳化矽具有1X1共價鍵的矽和碳化合物，其莫氏硬度為13，僅次於鑽石(15)和碳化硼(14)。*早是人們在太陽係剛誕生的46億年前的隕石中，發現了少量這種物質，所以它又被稱為“經曆46億年時光之旅的半導體材料”。據說，SiC在天然環境下非常罕見，雖然通過人工合成可以製造，但因在長晶的源頭晶種就要求相當高的純度，且後段加工極其困難，SiC功率元器件量產化曾一度令研究者們頭疼。
數據顯示，目前全球SiC矽晶圓總年產能約在40-60萬片，而且同時期的矽晶圓已經由200mm(8英寸)向300mm(12英寸)進發，但碳化矽晶圓的主流尺寸一直是150mm(6英寸)，每片晶圓能製造的芯片數量不大，遠不能滿足下遊需求。
以特斯拉Model 3主逆變器為例，需要24個電源模塊，每個電源模塊均基於兩個SiC MOSFET裸片，每輛汽車總共有48個SiC MOSFET裸片。按照這個估算若循序漸進采用SiC後，平均2輛特斯拉的純電動車就需要一片150mm SiC晶圓。Wedbush證券分析師Dan Ives曾稱，到2022年特斯拉的交付量可能會達到100萬輛，如果預測成真，那屆時僅特斯拉就將消耗掉全球SiC矽晶圓總產量。
推薦閱讀：晶圓麻豆AV一区二区三区：台灣ELT科技是全球先進製程設備製造商，其中矽片麻豆AV一区二区三区 晶圓級壓膜機是8寸/12寸晶圓貼合專用設備，填充率高，無人妻夜夜爽麻豆三区，高深寬比，全自動調節溫度壓力，是晶片製程後期的高端設備。
