半导体材料起于上世纪50年代，最初以锗为主，世界上第一只晶体管就是由锗作为半导体材料，但由于硅在自然界的储量非常丰富，产品价格更低，且锗基半导体虽然电子能级更好，导电性能更强，但热导能力较弱，发热现象较为明显，所以硅基半导体成为第一代半导体材料的核心。
第二代半导体材料以砷化镓和锑化铟为主，为化合物半导体，砷化镓是典型代表。第二代半导体材料电子迁移率较高，生长工艺成熟，但禁带宽度较小，击穿电场低，且材料有毒，易造成环境污染，在高温、高频、高功率领域应用比较受限，而在高频、高速领域应用较广，如卫星通讯、移动通讯以及光通讯等。
什么是第三代半导体？
国际上一般把禁带宽度（Eg）大于或等于2.3电子伏特（eV）的半导体材料称之为第三代半导体材料，常见的第三代半导体材料包括：碳化硅、氮化镓、金刚石、氧化锌、氮化铝等。其中，碳化硅和氮化镓技术发展相对成熟，已经开始产业化应用，而金刚石、氧化锌、氮化铝等材料尚处于研发起步阶段。第三代半导体具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高键合能等优点，可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。主要可应用于光电、电力电子和微波射频三大领域，其中碳化硅（SiC）主要是用在650V以上的中高压功率器件领域，并偏向1000V以上的范围；氮化镓（GaN）主要是用在650V以下的中低压功率器件领域及微波射频和光电领域。
第一、二代半导体的硅与砷化镓属于低带隙材料，为1.12 eV(电子伏特)和1.43 eV，第三代（宽带隙）半导体的带隙，SiC和GaN分别达到3.2eV、3.4eV。当遇到高温、高压、高电流时，第三代半导体不会轻易从绝缘变成导电，特性更稳定。
第三代半导体主要商业模式
其目前主要商业模式可分为两类：IDM（垂直整合制造）模式和垂直分工模式。
从设计到制造、封测以及销售自有品牌IC都一手包办的半导体公司，被称为IDM（Integrated Device Manufacture）公司。国外IDM代表有：Intel、SK海力士、美光、NXP、英飞凌、索尼、、三星、东芝、意法半导体等。大陆IDM厂商主要有：华润微电子、士兰微、扬杰科技、苏州固锝、上海贝岭等。
垂直分工模式的半导体公司仅做IC设计，没有芯片加工厂（Fab），通常被称为Fabless，例如华为、ARM、NVIDIA和高通等。另外还有的公司只做代工，不做设计，称为代工厂，代表企业有台积电、格罗方德、中芯国际、台联电等。
为什么关注第三代半导体？
首先，无论是关系制造业基石的工控，景气爆棚的新能源汽车，还是最近炒的厉害的风电，都离不开功率半导体在产品中调节电流电压，驱动整机产品完好运转。其中，第三代半导体的使用正加速改变行业格局。相较于硅，碳化硅在高电压、高功率场景具有更好的性能表现，有望替代部分硅在电动车上的应用，提高整车性能。氮化镓则适合高频率应用，广泛应用在快充领域。性能近乎“完美”的第三类半导体也有制约其发展的因素，那就是制作难、成本高。而随着各大供应商陆续扩大产能、加快技术研发，第三代半导体将有较大的成长空间。
另外，第三代半导体被赋予战略意义，在 2021 年列入十四五规划后，迅速成为超级风口。为推动半导体产业发展，增强产业创新能力和国际竞争力，带动传统产业改造和产品升级换代，进一步促进国民经济持续、快速、健康发展，近年来我国推出了一系列支持半导体产业发展的政策，如《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》《基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023年）》《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》发改高技〔2020〕1409号等产业政策。第三代半导体被赋予战略意义，在2021年列入十四五规划后，迅速成为超级风口。
随着新能源汽车、5G通信、轨道交通、光伏储能等产业的高速发展，以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体作为关键核心材料，成为了市场聚焦的新赛道，不仅半导体企业们持续发力完善第三代半导体产业布局，国内华为、比亚迪等名企也纷纷跨界入局，多国政府也是从国家层面频频出台政策大力支持。
撰文：Keiko Wu——辰宇投研部
整理：Lorraine Yang——辰宇品宣部
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