8月10日，由濱湖區(qū)政府主辦，無錫市集成電路學(xué)會承辦的“2023中國汽車半導(dǎo)體新生態(tài)論壇”暨“第五屆太湖創(chuàng)芯峰會”成功舉辦。會上中國科學(xué)院院士 郝躍發(fā)表了“寬禁帶半導(dǎo)體功率器件新進(jìn)展”主題報告。

從1958年第一塊集成電路到今年正好是65周年，半導(dǎo)體經(jīng)歷從第一代半導(dǎo)體——硅（Si）、鍺（Ge）的半導(dǎo)體材料；第二代半導(dǎo)體砷化鎵（GaAs）、銻化銦（InSb）、磷化銦（InP）等；到了第三代半導(dǎo)體，主要是碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體，未來將進(jìn)入超寬禁帶半導(dǎo)體。

(資料圖片)

近年來，隨著新能源車對電力控制需求大幅上升，汽車電子化、智能化發(fā)展趨勢顯著，功率半導(dǎo)體在汽車領(lǐng)域占比持續(xù)提升。寬禁帶半導(dǎo)體，也稱為第三代半導(dǎo)體，因其良好材料特性，在功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域得以快速發(fā)展。

郝院士表示，從產(chǎn)業(yè)與科技的預(yù)期來講，寬禁帶半導(dǎo)體有三個方面優(yōu)勢，分別是優(yōu)越的功率特性、低損耗，以及高頻特性

1，優(yōu)越的功率特性。碳化硅、氮化鎵相對于Si MOSFET、IGBT等器件具有很強的競爭力。

2，高能效、低損耗特性?！氨热珉妱悠囋诔潆娗闆r相同情況下，想要開得更遠(yuǎn)，其器件就必須實現(xiàn)損耗更低?！边@一點寬禁帶半導(dǎo)體同樣具有競爭優(yōu)勢。但郝躍院士也表示，目前，在我國全球領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)或應(yīng)用中，如高鐵以及電動汽車等，第三代半導(dǎo)體使用得還是不算多，更多仍然是使用硅器件”。

3，優(yōu)越的高頻特性，GaN電子器件是在襯底材料上外延生長勢壘層/溝道層材料。該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)高密度和高遷移率(速度)的2DEG，這是實現(xiàn)微波和大功率半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵。

郝院士認(rèn)為，任何一類半導(dǎo)體材料都要去跟發(fā)展了65年已經(jīng)相當(dāng)成熟的硅器件競爭，如果不具備不可替代性就很難有市場空間。8月10日，由濱湖區(qū)政府主辦，無錫市集成電路學(xué)會承辦的“2023中國汽車半導(dǎo)體新生態(tài)論壇”暨“第五屆太湖創(chuàng)芯峰會”成功舉辦。會上中國科學(xué)院院士 郝躍發(fā)表了“寬禁帶半導(dǎo)體功率器件新進(jìn)展”主題報告。

從1958年第一塊集成電路到今年正好是65周年，半導(dǎo)體經(jīng)歷從第一代半導(dǎo)體——硅（Si）、鍺（Ge）的半導(dǎo)體材料；第二代半導(dǎo)體砷化鎵（GaAs）、銻化銦（InSb）、磷化銦（InP）等；到了第三代半導(dǎo)體，主要是碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體，未來將進(jìn)入超寬禁帶半導(dǎo)體。

近年來，隨著新能源車對電力控制需求大幅上升，汽車電子化、智能化發(fā)展趨勢顯著，功率半導(dǎo)體在汽車領(lǐng)域占比持續(xù)提升。寬禁帶半導(dǎo)體，也稱為第三代半導(dǎo)體，因其良好材料特性，在功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域得以快速發(fā)展。

郝院士表示，從產(chǎn)業(yè)與科技的預(yù)期來講，寬禁帶半導(dǎo)體有三個方面優(yōu)勢，分別是優(yōu)越的功率特性、低損耗，以及高頻特性

1，優(yōu)越的功率特性。碳化硅、氮化鎵相對于Si MOSFET、IGBT等器件具有很強的競爭力。

2，高能效、低損耗特性。“比如電動汽車在充電情況相同情況下，想要開得更遠(yuǎn)，其器件就必須實現(xiàn)損耗更低?！边@一點寬禁帶半導(dǎo)體同樣具有競爭優(yōu)勢。但郝躍院士也表示，目前，在我國全球領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)或應(yīng)用中，如高鐵以及電動汽車等，第三代半導(dǎo)體使用得還是不算多，更多仍然是使用硅器件”。

3，優(yōu)越的高頻特性，GaN電子器件是在襯底材料上外延生長勢壘層/溝道層材料。該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)高密度和高遷移率(速度)的2DEG，這是實現(xiàn)微波和大功率半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵。

郝院士認(rèn)為，任何一類半導(dǎo)體材料都要去跟發(fā)展了65年已經(jīng)相當(dāng)成熟的硅器件競爭，如果不具備不可替代性就很難有市場空間。

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