日前，阿里巴巴达摩院展望了2021年科技趋势。其中位列第一的是：以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体将迎来应用大发作。
第三代半导体与前两代有什么差别？为何这两年会成为发作的节点？第三代半导体之后，什么质料会再领风骚？专家接受了解放日报·上观新闻记者采访。
【什么是区分“第几代”半导体的要害词】
禁带宽度，是用来区分差别代际半导体的要害参数。所谓“禁带”宽度，是从导带底到价带顶之间的能量差值，单元是电子伏特。导体的导带和价带是交叠的，不存在“禁带”。半导体的导带底和价带顶能量错开，存在带隙，就像从1楼到2楼，有个高度差。禁带宽度的巨细决议了质料是具有导体、半导体照样绝缘体性子。
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第一代半导体以硅为代表，其禁带宽度为1.12电子伏特。沙子和岩石的主要成分就是硅，硅在地壳中的含量位居第二，仅次于氧。硅晶体和器件加工工艺异常成熟，硅半导体集成电路和分立器件应用也很普遍，电脑、手机、冰箱等家电的集成电路都要用到硅质料，汽车、飞机、航天等领域更是离不开硅质料及器件。
第二代半导体以砷化镓为代表，其禁带宽度为1.42电子伏特，比硅更宽。由于第二代半导体电子迁移率更高，电流密度更高，更适合做微波器件应用，被普遍使用在手机、基站和雷达系统的功率放大器中。
【第三代半导体有哪些适用场景】
作为第三代半导体，氮化镓和碳化硅的禁带宽度分别为3.39电子伏特和3.26电子伏特，较高的禁带宽度异常适合高压器件应用。氮化镓电子饱和速率高，是硅的2.5倍，是砷化镓的2倍，异常适合做微波器件，好比手机内的射频前端放大器、5G基站以及微波雷达。微波雷达并不限于应用在航天航空和国防领域，未来在新能源汽车自动驾驶里也有应用潜力，可利用它正确感知障碍物，指导自动驾驶数据实时调整。
此外，氮化镓还可用做功率开关器件，开关速率越快，电源转换系统就可以做得更小，功耗也能降低。手机充电器里就有功率开关器件，可以把220伏的交流电转化为5伏直流电，然后给手机充电。“现在受到迎接的小型快速充电器，就用了氮化镓功率开关器件，未来还有望用于无线充电器。”