国外先进半导体在新能源领域的应用

江洪 王予典

半导体材料是对导电性介于电介质和导体材料导电性能之间的材料概括[1]。由于半导体材料的性能优势及产业带动作用，其发展异常迅猛，至今已更迭至第3代。第1代半導体材料诞生于20世纪50年代，主要是指以硅（Si）、锗（Ge）元素为代表的半导体材料，是一切逻辑器件的基础，主要用于各类分立器件，并且在极为普遍应用的集成电路、电子信息网络工程、电子产品、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业中都得到了极为广泛的应用。第2代半导体材料实用于20世纪80年代，主要是指化合物半导体材料、三元化合物半导体、部分固溶体半导体、玻璃半导体（又称“非晶态半导体”）、有机半导体等。第2代半导体材料主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。同时还被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和全球定位系统（GPS）导航等领域[2]。所谓第3代半导体材料主要指碳化硅（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，与硅基半导体相比，具备高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射能力强等优越性能，且提升空间较大。第3代半导体材料禁带宽度明显高于前2代，被广泛应用于高温、高功率、高压、高频等大功率领域。其中新能源汽车是SiC最重要的下游应用领域[3]。

为摆脱对传统化石燃料的依赖、减少环境污染，世界各国政府都开始大力发展可再生能源产业。……