追溯漫長的人類歷史，我們歷經(jīng)石器時代、青銅時代、鐵器時代，以及社會學(xué)家宣稱的蒸汽時代、電氣時代、信息時代。人類的物質(zhì)文明歸根到底是器具的制作和使用，歷史學(xué)家以材料作為文明階段的標(biāo)志是最簡明直觀的，我們?nèi)缃袼幍男畔r代的特征性材料就是“硅”，目前以硅為原料的電子元器件產(chǎn)值超過了以鋼為原料的產(chǎn)值，人類的歷史因此進(jìn)入了下一個新時代——硅器時代。無論是電視、電話、電腦，還是空調(diào)、汽車等，這些與現(xiàn)代人類社會息息相關(guān)的物品無時無刻地在為我們服務(wù)，而他們都有一個共同的特點(diǎn)——離不開以“硅”為代表的半導(dǎo)體器件。

硅其實(shí)是地殼中最常見的元素，許多的巖石成分都是二氧化硅，但經(jīng)過科學(xué)家和工程師們數(shù)百道工藝研制后，可以制造集成電路，其價值可達(dá)上萬美元。這種把石頭變成貴重硅片的過程，也可謂是點(diǎn)石成金的成就了。

實(shí)際上，早在十九世紀(jì)初，人類就開始了對半導(dǎo)體材料及制作的研究，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段是以硅、鍺為代表的第一代半導(dǎo)體原料；第二階段是以砷化鎵、磷化銦等化合物為代表，第三階段是以碳化硅、氮化鎵、硒化鋅等半導(dǎo)體原料為主，如今第三代半導(dǎo)體已經(jīng)開始普及和廣泛應(yīng)用。但第三代半導(dǎo)體與第一代、第二代半導(dǎo)體之間并不是相互替代的關(guān)系。它們適用于不同的領(lǐng)域，應(yīng)用范圍有所交叉，但不是完全等同。第三代半導(dǎo)體有其擅長的領(lǐng)域，在特定的“舒適區(qū)”內(nèi)性能確實(shí)是優(yōu)于第一代的硅、鍺等傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料，但在“舒適圈”之外，傳統(tǒng)的硅仍然占據(jù)王者地位。

我們重點(diǎn)說一下第三代半導(dǎo)體，第三代半導(dǎo)體具有高光效、高功率、高電壓、高頻率、高工作溫度等“五高”特性。其中碳化硅的生產(chǎn)過程主要包括【單晶】——【外延】——【芯片生產(chǎn)】這三大環(huán)節(jié)。碳化硅器件的價值鏈包括【襯底】——【外延】——【器件】。其中，襯底所占成本最高，約占50%。襯底的高成本主要是因?yàn)閱尉蓟枭L速度緩慢、品質(zhì)難以把控。伴隨著不斷的技術(shù)升級，碳化硅襯底和外延片未來的價格預(yù)計會下降。

氮化鎵的生產(chǎn)過程，描述起來和碳化硅差不多，主要包括【材料/單晶】——【外延】——【芯片生產(chǎn)】這三大環(huán)節(jié)。但是有所不同的是，由于技術(shù)水平限制以及成本問題，GaN材料的襯底目前還無法規(guī)?；懂a(chǎn)，因此，GaN器件大多采用SiC、Si、藍(lán)寶石等材料為襯底。碳化硅襯底一般用于射頻器件；硅襯底一般用于功率器件；藍(lán)寶石襯底一般用于制造藍(lán)光LED。

那么為什么要發(fā)展第三代半導(dǎo)體呢？

首先，第三代半導(dǎo)體是開啟5G、人工智能、萬物互聯(lián)，支撐智能社會發(fā)展的核心。

可以為移動通信、衛(wèi)星通信提供峰值10Gbps以上的帶寬、毫秒級時延和超高密度鏈接的核心器件；為移動終端、智能設(shè)備提供低能耗、小型化、便攜式的供電系統(tǒng)。

其次，第三代半導(dǎo)體是支撐節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要載體。

不僅能夠支撐新能源和智能電網(wǎng)的發(fā)展，還可以支撐現(xiàn)代軌道交通裝備、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)升級。

再次，第三代半導(dǎo)體是實(shí)現(xiàn)綠色照明、推動醫(yī)療與健康、不斷開發(fā)新的顯示技術(shù)的重要途徑。

推動LED技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用拓展，包括健康照明、光醫(yī)療、智慧照明、農(nóng)業(yè)照明等等；加快深紫外LED催生的新應(yīng)用，包括醫(yī)療、空氣、污水凈化和消毒等；引領(lǐng)激光顯示、MicroLED的顯示應(yīng)用。

最后，第三代半導(dǎo)體是提升航空航天和國防能力的重要保障。

在微波功率器件方面，氮化鎵射頻器件具有工作電壓高、輸出功率大、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，將實(shí)現(xiàn)精度更高、輻射距離更遠(yuǎn)；使用高頻、高可靠、長壽命、工作溫度范圍款、抗輻射能力強(qiáng)的第三代半導(dǎo)體功率器件可以有效降低航空航天電源及配電分系統(tǒng)的重量和體積，起到抵抗極端環(huán)境和降低能耗的作用。

因此，第三代半導(dǎo)體是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。2016年至今，中央和地方政府對第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)給予了高度重視，出臺多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策。國務(wù)院及工信部、國家發(fā)改委等部門先后在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、營商環(huán)境、示范應(yīng)用等方面出臺政策，進(jìn)一步支持我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展；科技部通過“國家重點(diǎn)研發(fā)計劃”共支持第三代半導(dǎo)體和半導(dǎo)體照明相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目超過30項(xiàng)，涵蓋電力電子、微波射頻應(yīng)用的多個應(yīng)用領(lǐng)域，對第三代半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究及前沿技術(shù)、重大共性關(guān)鍵技術(shù)、典型應(yīng)用示范給予高度重視和重點(diǎn)支持；北京、深圳、濟(jì)南、長沙等地方各級政府出臺多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展措施和政策，引導(dǎo)和支持區(qū)域內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。