不同于第一代與第二代半導(dǎo)體材料,第三代半導(dǎo)體材料是以氮化鎵和碳化硅為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料,在導(dǎo)熱率、抗輻射能力、擊穿電場(chǎng)能力、電子飽和速率等方面優(yōu)勢(shì)突出,更適用于高溫、高頻、抗輻射的場(chǎng)合。有關(guān)專家指出,第三代半導(dǎo)體器件將在新能源汽車、消費(fèi)類電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
隨著制備工藝逐步成熟和生產(chǎn)成本的不斷降低,第三代半導(dǎo)體材料正以其優(yōu)良的性能突破傳統(tǒng)材料的瓶頸,成為半導(dǎo)體技術(shù)研究前沿和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn),美、日以及歐盟都在積極進(jìn)行戰(zhàn)略部署。美國(guó)已經(jīng)將部署第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)略提升到國(guó)家層面,先后啟動(dòng)實(shí)施了“寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃”“氮化物電子下一代技術(shù)計(jì)劃”等,制定頒布了《國(guó)家先進(jìn)制造戰(zhàn)略規(guī)劃》等法規(guī)條例。歐盟在第三代半導(dǎo)體發(fā)展中以聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目為主,力圖通過(guò)對(duì)各成員國(guó)的資源優(yōu)化配置,使歐盟在半導(dǎo)體領(lǐng)域保持國(guó)際領(lǐng)先水平。日本作為全球第一個(gè)以半導(dǎo)體照明技術(shù)為主的國(guó)家,在第三代半導(dǎo)體器件制備與應(yīng)用方面已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
第三代半導(dǎo)體材料之所以備受青睞,在于其廣泛的應(yīng)用價(jià)值,無(wú)論是在軍用領(lǐng)域還是民用市場(chǎng),都是各國(guó)爭(zhēng)奪的科技制高點(diǎn)。利用第三代半導(dǎo)體材料制造微波器件,可顯著降低功率轉(zhuǎn)換損耗,提高極限工作溫度。目前,該類微波器件已開始用于軍用雷達(dá)、智能武器和通信系統(tǒng)等方面。
在電力電子器件制造方面,以寬禁帶半導(dǎo)體材料制備的新一代電力電子器件損耗更低、效率更高,能夠在“智能電網(wǎng)”工程中一展身手。新一代電力電子器件將會(huì)在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)發(fā)揮節(jié)能效用,降低電力損耗。
在激光器應(yīng)用領(lǐng)域,氮化鎵激光器已經(jīng)成功用于藍(lán)光DVD,在微型投影、激光3D投影等領(lǐng)域擁有巨大的市場(chǎng)空間。有學(xué)者認(rèn)為,下一代照明技術(shù)將是基于氮化鎵激光器的“激光照明”技術(shù),有望將照明和顯示融合發(fā)展。由于氮化鎵優(yōu)異的光電特性和耐輻射性能,還可以用作高能射線探測(cè)器,例如核輻射探測(cè)器、X射線成像儀等。