前端领域｜“双碳”背景下半导体材料的发展趋势

半导体材料发展的前端领域

智能电网领域

在智能电网建设中，高压直流、柔性直流、灵活交流以及断路、变压等场景都离不开半导体材料的应 用。相比于其他电力设施，智能电网中的电力系统对 于电压和功率容量有着更高的要求，电力输送的稳定 性和可靠性更是关乎广大人民群众的生命和财产安全。 碳化硅器件很好地解决了传统硅半导体材料无法解决 的难题，突破了高压、高温、高功率等环境下的技术 瓶颈，并且具有高可靠性、高稳定性、高效低耗等不 可替代的优势，因而将逐渐取代传统的半导体材料， 成为智能电网建设和发展的中坚力量。

新能源汽车领域

在电动汽车系统中，电机驱动、车载充电等系统 都涉及功率半导体材料的应用，特别是在逆变器方面， 在相同功率下，碳化硅模块的封装能耗更低、尺寸更小， 极大地提高了电动汽车的总体性能。随着碳化硅器件 成本的逐渐降低，电动汽车器件中的半导体材料的应 用也越来越多，其应用逐渐延伸到电动汽车充电桩的 功率器件领域。

IT 产品领域

半导体材料在以电子产品为代表的IT领域已得到了广泛的应用，尤其是在促进智能手机向更轻、更 薄、更小、功能更强大等方向发展的方面，半导体材料发挥了不可替代的作用。随着人们对IT产品的功能化、便捷化要求的不断提升，柔性显示屏已经成为当前智能手机领域的新宠，同时也对液晶显示屏的材质提出了更加严苛的要求。低维纳米半导体材料以其较强的柔韧性和耐受性，为电子芯片和柔性显示屏技术的发展带来了新契机，在推动电子产品向轻、薄、柔方向发展的同时，切实保障了电子产品的性能和使用寿命。

照明领域

照明领域是第三代半导体材料实现规模化应用的 第一个产业领域。随着半导体材料科技的深入发展， 在石墨烯上培养高质量氮化物从而推动高效率深紫外 LED 等新型光源的发展成为该领域半导体材料发展的 新趋势和新方向。研究表明，基于石墨烯的半导体材 料器件与碳化硅、氮化镓相比，具备更低的电流及更 高的开启电压，并且具有易于滑动的特殊属性，从而 为薄膜 LED 新器件的研发与生产提供了新思路，为现 代照明技术的改革提供了技术支持。

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审核编辑 黄昊宇