第三代半岛体的应用

　　第三代半导体材料

　　定义

　　第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带半导体材料。

　　应用领域

　　以SiC等为代表的第三代半导体材料，将被广泛应用于光电子器件、电力电子器件等领域，以其优异的半导体性能在各个现代工业领域发挥重要革新作用，应用前景和市场潜力巨大。

　　随着SiC生产成本的降低，SiC半导体正在凭借其优良的性能逐步取代硅（Si）半导体，打破Si由于材料本身性能所遇到的瓶颈。无疑，它将引发一场类似于蒸汽机一样的产业革命：

　　（1）SiC材料应用在高铁领域，可节能20%以上，并减小电力系统体积；（2）SiC材料应用在新能源汽车领域，可降低能耗20%；（3）SiC材料应用在家电领域，可节能50%；（4）SiC材料应用在风力发电领域，可提高效率20%；（5）SiC材料应用在太阳能领域，可降低光电转换损失25%以上；（6）SiC材料应用在工业电机领域，可节能30%～50%；（7）SiC材料应用在超高压直流输送电和智能电网领域，可使电力损失降低60%，同时供电效率提高40%以上；（8）SiC材料应用在大数据领域，可帮助数据中心能耗大幅降低；（9）SiC材料应用在通信领域，可显著提高信号的传输效率和传输安全及稳定性；（10）SiC材料可使航空航天领域，可使设备的损耗减小30%～50%，工作频率提高3倍，电感电容体积缩小3倍，散热器重量大幅降低。

　　材料特性

　　与第一二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料，亦被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料和器件的研究来看，较为成熟的是SiC和GaN半导体材料，而氧化锌、金刚石、氮化铝等材料的研究尚属起步阶段。碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）——并称为第三代半导体材料的双雄。