第一代半導體材料Si點燃了信息產業(yè)發(fā)展的“星星之火”，而Si材料芯片也成就了“美國硅谷”高科技產業(yè)群，促使英特爾等世界半導體巨頭的誕生，95%以上的半導體器件和99%以上的集成電路都是由Si材料制作。
目前全球40%能量作為電能被消耗，而電能轉換最大耗散是半導體功率器件。曾經的“中流砥柱”Si功率器件已日趨其發(fā)展的材料極限，難以滿足當今社會發(fā)展對于高頻、高溫、高功率、高能效、耐惡劣環(huán)境以及輕便小型化的新需求。以SiC為代表的第三代半導體材料憑借其優(yōu)異屬性，將成為突破口，正在迅速崛起。
SiC作為一種寬禁帶半導體材料，不但擊穿電場強度高、熱穩(wěn)定性好，還具有載流子飽和漂移速度高、熱導率高等特點，可以用來制造各種耐高溫的高頻、高效大功率器件，應用于Si器件難以勝任的場合。
以SiC等為代表的第三代半導體材料，將被廣泛應用于光電子器件、電力電子器件等領域，以其優(yōu)異的半導體性能在各個現代工業(yè)領域都將發(fā)揮重要革新作用，應用前景和市場潛力巨大。
LED半導體照明是以SiC為代表的第三代半導體技術所實現的第一個突破口!SiC有效地解決了襯底材料與GaN的晶格匹配度問題，減少了缺陷和位錯，更高的電光轉換效率從根本上帶來更多的出光和更少的散熱?；诖耍?03 lm/W大功率LED實驗室光效記錄誕生，高密度級LED技術可實現尺寸更小、性能更高、設計更具靈活性的LED照明系統(tǒng)，開創(chuàng)性的SC5技術平臺和超大功率XHP LED器件可實現LED照明系統(tǒng)最高40%成本降低。
隨著SiC生產成本的降低，SiC半導體正在憑借其優(yōu)良的性能逐步取代Si半導體，打破Si基由于材料本身性能的所遇到瓶頸。無疑，它將引發(fā)一場類似于蒸汽機一樣的產業(yè)革命![NT:PAGE]
1. SiC材料應用在高鐵領域，可節(jié)能20%以上，并減小電力系統(tǒng)體積;
2. SiC材料應用在新能源汽車領域，可降低能耗20%;
3. SiC材料應用在家電領域，可節(jié)能50%;
4. SiC材料應用在風力發(fā)電領域，可提高效率20%;
5. SiC材料應用在太陽能領域，可降低光電轉換損失25%以上;
6. SiC材料應用在工業(yè)電機領域，可節(jié)能30%-50%;
7. SiC材料應用在超高壓直流輸送電和智能電網領域，可使電力損失降低60%，同時供電效率提高40%以上;
8. SiC材料應用在大數據領域，可幫助數據中心能耗大幅降低(當前全球300萬臺數據中心每小時耗電量約為3000萬千瓦);
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9. SiC材料應用在通信領域，可顯著提高信號的傳輸效率和傳輸安全及穩(wěn)定性;
10. SiC材料可使航空航天領域，可使設備的損耗減小30%-50%，工作頻率高3倍，電感電容體積縮小3倍，散熱器重量大幅降低。
2014年伊始，美國總統(tǒng)奧巴馬親自主導成立了以SiC為代表的第三代寬禁帶半導體產業(yè)聯盟。這一舉措的背后，是美國對以SiC半導體為代表的第三代寬禁帶半導體產業(yè)的強力支持。據了解，這個產業(yè)目前已經獲得美國聯邦和地方政府總計1.4億美元的合力支持。而早在2013年日本政府就將SiC納入“首相戰(zhàn)略”，認為未來50%的節(jié)能要通過它來實現，創(chuàng)造清潔能源的新時代。
正如美國總統(tǒng)奧巴馬在該產業(yè)聯盟成立大會上所提到，以SiC為代表的第三代半導體技術將可使筆記本電腦適配器的體積減少80%，也可以將一個變電站的體積縮小至一個手提箱的大小規(guī)格?；蛟S，這正是SiC半導體的魅力之所在。
未來，由半導體SiC材料制作成的功率器件將支撐起當今節(jié)能技術的發(fā)展趨向，成為節(jié)能設備最核心的部件，因此半導體SiC功率器件也被業(yè)界譽為功率變流裝置的“CPU”、綠色經濟的“核芯”。
信息來源1：國家半導體照明工程研發(fā)及產業(yè)聯盟
信息來源2：中國寬禁帶功率半導體產業(yè)聯盟
信息來源3：《科技日報》2014年4月18日星期五第7版整版“破解轉型難題：誰來擔當重任-碳化硅產業(yè)崛起與經濟大省轉型”
信息來源4：第十三屆全國MOCVD學術會議，南京大學鄭有炓院士，《第三代半導體材料面臨的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)》
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