据业内权威人士透露，我国计划把大力支持发展第三代半导体产业，写入“十四五”规划，计划在2021-2025年期间，在教育、科研、开发、融资、应用等等各个方面，大力支持发展第三代半导体产业，以期实现产业独立自主。

当下，关于第三代半导体有关的资讯刷屏了朋友圈，可到底什么是第三代半导体呢？它的优势和亮点又是什么？它未来的机遇在哪里？在张江，又有哪些和第三代半导体相关的企业呢？让我们一起去了解下~

什么是第三代半导体？

第一代半导体材料，以硅（Si）、锗（Ge）为代表，特别是Si，构成了一切逻辑器件的基础。我们的CPU、GPU的算力，都离不开Si的功劳。

第二代半导体材料，主要是指化合物半导体材料，以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）为代表。其中GaAs在射频功放器件中扮演重要角色，InP在光通信器件中应用广泛……

而第三代半导体，发明并实用于本世纪初年，涌现出了碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石（C）、氮化铝（AlN）等具有宽禁带（Eg＞2.3eV）特性的新兴半导体材料，因此也被称为宽禁带半导体材料。

第三代半导体具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点，广泛用于制作高温、高频、大功率和抗辐射电子器件，应用于半导体照明、5G通信、卫星通信、光通信、电力电子、航空航天等领域。第三代半导体材料已被认为是当今电子产业发展的新动力。

第三代半导体属于后摩尔定律概念，制程和设备要求相对不高，难点在于第三代半导体材料的制备，同时在设计上要有优势。

第三代半导体的机遇

随着5G、新能源汽车等新市场出现，硅（Si）基半导体的性能已无法完全满足需求，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），即第三代半导体的优势被放大。

另外，制备技术进步使得碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件成本不断下降，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）的性价比优势将充分显现，第三代半导体未来核心增长点碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）有各自的优势领域。

一、碳化硅（SiC）

常被用于功率器件，适用于600V下的高压场景，广泛应用于新能源汽车、充电桩、轨道交通、光伏、风电等电力电子领域。预计到2023年，SiC功率器件的市场规模将超过15亿美元，年复合增长率为31%。

1.【新能源汽车】

在新能源汽车领域，碳化硅（SiC）器件主要可以应用于功率控制单元、逆变器、车载充电器等方面。SiC功率器件轻量化、高效率、耐高温的特性有助于有效降低新能源汽车系统成本。

2018年特斯拉Model 3采用了意法半导体生产的SiC逆变器，是第一家在主逆变器中集成全SiC功率模块的车企。另外，近期新上市的比亚迪汉EV也搭载了比亚迪自主研发并制造的高性能SiC-MOSFET 控制模块。

2.【轨道交通】

在轨道交通领域，SiC器件主要应用于轨交牵引变流器，能大幅提升牵引变流装置的效率，符合轨道交通绿色化、小型化、轻量化的发展趋势。

二、氮化镓（GaN）

侧重高频性能，广泛应用于基站、雷达、工业、消费电子领域：

1.【5G基站】

GaN射频器件更能有效满足5G高功率、高通信频段的要求。5G基站以及快充两个领域复合增速较快，有望成为GaN市场快速增长的主要驱动力。基于GaN工艺的基站占比将由50%增至58%，带来大量GaN需求。预计到2022年，氮化镓（GaN）器件的市场规模将超过25亿美元，年复合增长率为17%。

2.【快充】

GaN具备导通电阻小、损耗低以及能源转换效率高等优点，由GaN制成的充电器还可以做到较小的体积。安卓端率先将GaN技术导入到快充领域，随着GaN生产成本迅速下降，GaN快充有望成为消费电子领域下一个杀手级应用。预计全球GaN功率半导体市场规模从2018年的873万美元增长到2024年的3.5亿美元，复合增长率达到85%。

2019年9月，OPPO发布国内首款GaN充电器SuperVOOC 2.0，充电功率为65W；2020年2月，小米推出65W GaN充电器，体积比小米笔记本充电器缩小48％，并且售价创下业内新低。

张江有哪些第三代半导体企业

张江，拥有中国最完善、最齐全的集成电路产业布局，在集成电路产业的材料领域，依旧不乏张江企业的身影。围绕第三代半导体，不完全统计，张江已有多家企业布局。

张江既有初创企业忱芯科技入局，也有行业布道者蓝光科技已经深耕20载。另外，多家企业发展迅速，芯元基半导体在氮化镓材料领域取得重大创新突破，中晟半导体作为第三代半导体研发设备提供商也有新的技术进展。

01 芯元基半导体

上海芯元基半导体科技有限公司（简称“芯元基半导体”），成立于2014年10月，专业从事第三代半导体材料GaN技术和器件的研发、生产，具有自主知识产权的复合图形化衬底（DPSS）、蓝宝石衬底化学剥离和晶圆级芯片封装等LED芯片创新技术。

公司总部位于上海张江，并在上海自由贸易试验区临港新片区设立有研发中心。芯元基半导体已完成了多轮融资，投资方包括中微公司、创徒丛林、甲湛投资、张江科投等。

当下已进入产品快速产业化发展阶段。今年3月，基于其独创的DPSS衬底技术（蓝宝石复合图形衬底），该公司开发出了低位错密度的高阻GaN（氮化镓）材料，可用于电子功率器件和微波射频器件等的制备。

芯元基开发的GaN外延晶体质量已经高于蓝宝石衬底的GaN晶体质量，同时结合该公司独有的化学剥离技术，可以完美地解决蓝宝石衬底的散热问题，为高端光电子器件、电子功率器件和微波射频器件等提供了一个新的方向。

02 中晟光电

中晟光电设备（上海）股份有限公司（简称“中晟光电”），成立于2011年5月，是一家半导体产业链上游设备厂商，一直从事第二、三代半导体器件生产的关键装备MOCVD（金属有机化学气相沉积）设备的研发、生产、销售及服务。

中晟光电具有自主创新的MOCVD关键的核心技术，在LED照明和深紫外（DUV）应用领域，公司MOCVD设备已完成市场化运作和国产化替代，第三代半导体GaN分立器件应用的ProMaxy? PD设备正处在市场评估验证阶段，GaAs/InP光电通讯等应用的ProMaxy? PE设备也正处在研发/产业化阶段。

今年8月，中晟光电宣布完成新一轮股票定向发行，由张江火炬创投（上海浦东科创集团有限公司旗下公司）领投，总募集资金1.13亿元，募集资金将主要用于研发生产第二、三代半导体分立器件高端装备。

03 忱芯科技

忱芯科技创立于2020年，主要为终端客户提供包括碳化硅功率半导体模块、驱动电路和碳化硅电力电子系统应用服务在内完整的“模块+”定制化应用解决方案。

作为国内碳化硅领域的先行者之一，忱芯科技已经研发出多款全碳化硅MOSFET模块，SiC MOSFET模块可以作为电力系统的主开关，更好地发挥SiC低损耗的特点，相较于SBD模块，其应用范围更广且技术壁垒更高。忱芯科技未来还将推出碳化硅基MOSFET与硅基IGBT的混合模块产品，提供给价格敏感性偏高的客户。

另外，为了一站式解决客户碳化硅功率模块的系统应用问题，忱芯科技还开发出基于最新一代NXP GD3100 驱动芯片的SiC功率模块驱动电路。

同样在今年8月，忱芯科技完成数千万元人民币天使轮融资，由原子创投独家投资。

04 蓝光科技

上海蓝光科技有限公司成立于2000年4月，是国内首家从事氮化镓基LED外延片、芯片研发和产业化生产的企业，注册资金2.75亿元。主要产品有:氮化镓基高亮度蓝、绿光外延片及芯片。

公司主要股东为央企彩虹集团公司、黑龙江省大正投资集团有限公司、北京大学、合肥鑫城国有资产经营有限公司、上海浦东科技投资有限公司等。公司总部位于上海张江，资产总额10亿元，员工700余名，拥有MOCVD生产线20条，年产能蓝、绿芯片100亿颗。

2010年8月，公司在安徽省设立子公司——合肥彩虹蓝光科技有限公司，项目总投资89亿元人民币，占地面积516亩，共建设200条MOCVD（45片以上机）及配套芯片生产线，年产超高亮度外延1020万片，年产全色系芯片2000亿颗，年产值115亿元，为国内最大的LED产业化基地。

截至2010年底，公司拥有规模化产业基地约35000平方米，专业超净生产车间7000平方米，资产总额8.7亿元，拥有MOCVD生产线20条，具备年产芯片100亿颗的产能，可为用户提供高抗静电、低衰减的标准芯片和功率型照明芯片。

发展第三代半导体的号角已吹响，张江企业一直走在前行的路上。