我国第三代半导体产业究竟发展的如何？

2025年4月23日，2025九峰山论坛暨化合物半导体产业博览会重磅开幕！本届展会在前两届成功举办的基础上继续提档升级。作为重头戏，聚焦化合物半导体产业技术发展的高峰论坛将延续往年的多元化架构，以1场主论坛、11场平行论坛，逾15场同期活动的强大阵容，携手全球相关领域权威科研机构、领军企业及行业专家代表，共同探索化合物半导体产业未来发展方向。
 
在上午的大会主论坛中，北京大学理学部副主任沈波教授就“我国第三代半导体技术与产业”做了深刻的报告。沈教授指出，以GaN、SiC为代表的第三代半导体有不可替代的优异性质，应用领域广泛，是国家重大需求和国际高科技产业竞争的关键领域之一、当前的大国竞争和高科技发展又对第三代半导体提出了新的迫切需求。
 
根据CASA Research的数据，在新能源汽车、数据中心、消费电源等需求拉动下，2024我国第三代半导体功率电子市场总规模176亿元，较2023年增长14.8%。综合不同来源数据分析，2024年我国SiC和GaN功率电子器件市场渗透率约14%。
 
 
 
近年来，我国在SiC功率电子器件方面取得了显著进展，已建立起完整的6英寸SiC功率电子器件产业链，涵盖单晶衬底、外延材料、SiC基肖特基二极管（SBD）、SiC基金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）芯片以及封装模块。我国已开始量产中低压650V~1700V SiC基MOSFET，其单芯片导通电流可达100A，广泛应用于新能源汽车、光伏发电及储能等领域。同时，在3.3kV~15kV高压大容量SiC基MOSFET芯片及模块的关键技术上也取得了突破，并在轨道交通、高压变电等领域完成了初步的工程应用验证。
 
在GaN基功率电子方面，GaN器件在手机快充市场的渗透率超过35%，在平板、笔记本适配器渗透率约10%。我国在Si上GaN外延、增强型HEMT器件等方面取得一系列突破。材料和器件整体研发水平基本与国际同步，但在点缺陷控制、器件动态特性等指标上与国外有一定差距。已实现材料和器件规模化量产，并已应用于手机快充、通用电源等领域，但产品可靠性与国外有一定差距。
 
此外，在相对较前沿的氧化嫁领域，国内已经成功实现高耐压10 kV氧化镓SBD以及大电流60A的SBD，并已首次实现氧化镓二极管雪崩击穿。另最新报道10kV的MOSFET，超结MOSFET，Tri-gate FET，JFET，UMOSFET等垂直晶体管均取得快速进展。然而，氧化镓技术仍面临挑战，如双性掺杂缺失和极低热导率等问题，未来发展方向为异质p-n集成和低热阻封装技术。
 
我国在第三代半导体的光电子、射频电子和功率电子领域已建立起较为完整的产业链，从衬底、外延、芯片到封装模组。特别是在半导体照明产业，我国已成为全球最大的市场；射频电子则较好地满足了国防需求和5G通信需求；SiC和GaN功率电子技术及产业也正在迅速发展。然而，整体而言，与国际顶尖水平相比，我国仍有3-5年的差距，尤其在高端芯片领域仍需依赖进口。
 
根据国际发展动态和国内研发现状，在征求各方意见，并经多次研讨，凝练出下列三个共性的关键科学技术问题：一、多场耦合条件下低缺陷密度材料的生长动力学规律、掺杂效率提升机制和晶圆加工新方法；二、强极化/竞禁带量子结构中载流子和光子的运动规律和调控机制；三、宽禁带/超宽禁带半导体电子器件可靠性提升机制和高功率密度热管理新方法。
 
值得一提的是，为推动第三代半导体技术和产业的发展，科技部、工信部等中央部委，以及广东、江苏、湖北等地方政府通过设立重大专项等方式给予了大力支持，极大促进了相关技术和产业的快速发展。