以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等为代表的宽禁带第三代半导体材料具备高频、高效、耐高压、耐高温、抗辐射能力强等优越性能，主要用于功率电子、微波射频和光电子等，是支撑下一代移动通信、新能源汽车、高速列车、能源互联网、国防*工等产业自主创新发展和转型升级的重点核心材料和关键电子元器件，在国家防务安全（打破战略平衡的高精尖电子元件）、国家经济安全（能源、交通、通信）和传统产业转型升级（低碳、智能）方面都起到核心支撑作用，也是国外对我国技术封锁的重点领域。第三代半导体产业处于发展初期，国际巨头还未形成专利、标准和规模的完全垄断，中国有机会进入世界先进行列。
第三代半导体主要面向电力电子、微波射频和光电子三大应用方向。高耐压、抗辐照、大功率、高效率的第三代半导体电力电子器件和模块是新能源汽车、高速列车、能源互联网、消费类电子、深空装备、国防安全等领域电力控制系统实现升级换代的关键芯片。第三代半导体微波射频器件和模块是雷达与电子战、通信系统装备性能升级，实现覆盖范围更大、带宽更宽、精度更高、时延更低的关键芯片。而新一代显示与光源技术需要光谱可调、高效小型化、数字可控的第三代半导体光源，以支撑其颠覆性创新和应用，氮化物半导体紫外非视光源快速崛起，将引领公共卫生安全和国家安全（保密通讯、远程预警等）技术产品的升级换代。
半导体产业是中美科技与经济战中对华技术封锁的重点领域，已经成为我国“短板”中的重灾区，目前汽车、高铁、电网等应用领域的功率半导体基本依靠进口，高端器件禁运、采购成本高、供货周期不稳定等问题突出。华为通信基础设施中核心射频功放器件高度依赖美国供应商，受美国制裁后转向日本供应商和培育国内供应商，但美国又从核心装备角度提出禁令，限制我国战略性新兴产业的应用引领，对产业安全构成重大风险。年，美国明确把碳化硅、氮化镓等材料列入管制技术清单，美国商务部将第三代半导体材料和芯片企业中电13所、55所列入制裁名单。年2月，美国及日本等42个加入《瓦森纳协定》的国家，决定扩大出口管制范围，新追加了可转为*用的半导体基板制造技术等，防止技术外流到中国等地。美国对华为、中兴的一系列禁令、台积电被迫到美国建厂，核心都是对半导体芯片的技术和产业垄断。
尽管我国在第三代半导体技术和产业方面与国际有一定差距，但中国在第三代半导体的应用需求和制度安排上有战略优势，应用驱动的发展模式有利于中国这种制造和市场大国。中国引领的全球能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、5G移动通信、消费电子等应用市场，都离不开第三代半导体的支撑。相较硅集成电路，第三代半导体材料对芯片性能起决定作用，芯片制造工艺门槛相对低、投资小，对尺寸线宽、设计复杂度的要求远低于硅集成电路，在材料、装备、设计和芯片代工方面都有一些发展势头很好的企业，打破封锁的可能性更大，是最适合中国目前发力的半导体具体领域。
我国第三代半导体领域在国家科技计划的支持下，初步形成了从材料、器件到应用的全产业链。“十三五”期间启动了国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项，实现了4英寸SiC衬底产业化，开发出6英寸SiC衬底。实现2英寸GaN衬底小批量生产，具备了4英寸衬底生产能力。实现-V的SiC肖特基二极管量产，开发出-V的SiCMOSFET原型器件和V的Si基GaN功率器件。采用国产GaN射频芯片的*用雷达性能处于国际先进水平，华为、中兴已小规模采用Sub-6GHz国产GaN射频芯片进行基站研发和小批量生产。围绕粤港澳大湾区、长三角一体化、京津冀协同发展等国家重大区域发展战略，为解决产业短板、建立未来战略优势，在深圳等地方*府支持下，已成立深圳第三代半导体研究院等国家级公共研发平台，充分整合和利用现有优势资源形成发展合力。同时积极探索*民融合机制，建设“北京第三代半导体材料及应用联合创新基地”，作为*转民技术出口，为美国制裁下的华为、中兴解决了燃眉之急。
二、存在问题及面临挑战我国第三代半导体领域在国家科技计划的支持下，初步形成了从材料、器件到应用的全产业链，但整体产业竞争力不强，可持续发展的能力较弱，特别是核心技术上与国际差距在不断拉大。目前亟需解决的不仅仅是某项技术或某类产品的进口替代，而是技术创新体系的建立和产业创新生态的完善。近期要解决重点领域的短板技术和产品替代，长期如何优化技术、人才、平台、资本等要素配置，建立人才和技术的持续供给保障能力至关重要。
（一）原始创新、面向应用的基础研究能力较弱相较于发达国家从国家战略层面长期稳定的支持，我国在新材料领域的研发投入力度不够大，集中度不高、持续性不强，议而不决，没有形成持续创新的能力和人才供给体系。具有前瞻性的、系统的、深入的基础研究不足，新材料的实际效能总是落后于装备和应用需求，材料的科研和产业发展缺乏具有基础性研究的支撑。另外，国产材料和器件进入应用供应链难，没有机会通过应用验证进行迭代研发，产业化能力提升慢，较难形成稳定的、规模化生产能力。
（二）研发与应用脱节，缺乏面向产业化的开放的、公共的、链条完整的共性关键技术的研发和中试平台第三代半导体材料的研发大都需要昂贵的生长和工艺设备、高等级的洁净环境和先进的测试分析平台，投入较大，运行成本高，国内研究机构、企业单体规模小，资金投入有限，导致研发与应用脱节，研发创新速度慢，工程化应用研究不足，数据积累缺乏、评价技术不系统，不仅导致面向材料实际服役环境有针对性的研究缺失，还导致材料的质量工艺不稳定，性能数据不完备，技术标准不匹配、考核验证不充分，且由于欠缺面向产业化的、开放的、产业共性关键技术研发和中试平台，从而造成大量的新材料难以跨越从研制到应用转化的“死亡谷”。
（三）上下游协同不足，创新链尚未打通第三代半导体材料应用领域多，学科交叉、融合特点明显，从基础研发到工程化应用的创新链很长，但由于产业内环节间存在壁垒，高校、科研院所、企业创新资源分散，缺少深入合作和共享，缺乏有效整合与优化，造成上下游脱节，创新链断裂，整体产业化水平较低，且应用端与核心材料、器件分离，无法形成利益共同体，缺乏对全产业链的顶层设计、系统布局，一体化整体实施。此外，现有标准、检测、认证等产业体系和环境建设方面的行业规则、办事程序和体制机制等与新材料产业发展规律和特点不相匹配，尚未解决材料“能用-可用-好用”发展过程中的问题和障碍。
（四）要素联动不够，*策持续性和有效性亟需提高第三代半导体产业发展环节多、周期长，技术复杂度高，具有很高的不确定性，目前的状况是研发资源分散、投入分散、研发投入的总量和持续性不足，缺乏稳定持续的团队培养与建设，产业创新体系尚未建立，缺少共性技术开发、工艺验证等公共技术平台与标准检测认证服务平台。
总体看，我国新材料产业所获的科技、金融、人才等要素供给是碎片化的，与其担当的产业重任极不匹配。需要进一步完善顶层设计、统筹布局，强化*策支持体系的系统设计，打通技术链、产业链，资本链，使三者真正联动起来，这是产业发展的当务之急。
（五）专业化的科技服务机构作用发挥不足科技服务机构是技术创新系统的重要组成，是具有知识性和智力型的新型服务机构，提供创新决策、管理咨询、技术评估、技术开发与扩散、成果转移转化等创新资源配置服务，是*府、企业、社会之间，不同利益主体之间的桥梁和纽带。目前，我国新材料领域专业化的第三方科技服务机构无论从数量，还是功能和作用上都远远不能适应新材料产业和企业发展的需求，在支撑决策和服务企业方面仍需要创新手段，完善服务内容，提高服务成效。
三、发展第三代半导体的对策和建议年是“十三五”和“十四五”承上启下的关键时期，我国第三代半导体产业既面临历史性的机遇，也要应对前所未有的复杂形势，需要业内同仁齐心协力，加强产业布局，完善产业生态。
（一）加快国家层面部署，启动重大项目尽快启动第三代半导体重大项目，加大研发支持力度，抓住未来2-3年的战略机遇期，超前部署未来产业卡脖子技术，构成未来优势方向，力争在全球第三代半导体产业发展中占有重要的份额。
在创新链各环节上出台*策措施，确保在技术研发、成果转化、示范推广、标准检测认证等市场培育的过程中，形成持续、配套的*策合力。集中力量补齐产业链关键环节短板，突破核心材料和装备制约，制定产业聚集与产业协同顶层规划，建立“技术供给与市场拉动一体化”的实施机制。聚焦重点公共服务需求，加速碳化硅、氮化镓等第三代半导体功率与射频器件的系统集成、应用渗透和国产化进程。开展5G基站、电动汽车充电桩、大数据中心、智慧灯杆、紫外消杀等关键场景的应用示范，打通由材料到器件的产业链，降低产品成本，促进市场机制形成和产业链条成熟。
（二）加强原始创新和面向应用的基础研究需求牵引和技术驱动相结合，两头兼顾，注重关键硬技术，支持基础研究，支持“四基”（核心基础零部件、关键基础材料、先进基础工艺和产业技术基础）研究。一方面策源重大原始创新，努力抢占科技制高点；另一方面面向产业愿景，以重大需求为牵引，通过科学系统的降维分解，识别核心科学技术难题，为重大创新突破提供新概念和新方向。对优势团队和平台进行一定强度的稳定投入、集中支持、长期积累，为产业提供持续的人才和技术供给。建立分层次、多领域的引才用才平台，重点培养一批产业技术和专业技术高端人才。
（三）创新项目组织管理模式，形成发展合力根据技术领域和产业成熟度不同，全链条部署、一体化实施。构建以联盟牵头，企业为主体，产学研用深度融合的产业技术创新体系，支持组建从研发、产业化到应用全链条、跨领域、跨地域的利益共同体。明确牵头责任主体，保证牵头方权责对等，有及时调整、分配的权力，采用市场化的考核机制，增加下游应用方在考核机制上的权重，保证整体目标的实现。探索服务*民融合的模式和机制，推进相关材料和器件成果的转移转化。
（四）夯实支撑产业链的公共研发与服务等基础平台完善平台建设布局，建设战略定位高端、组织运行开放、创新资源集聚的专业化国家技术创新中心，支持体制机制创新的、开放国际化的、可持续发展的公共研发和服务平台，突破产业化共性关键技术，解决创新资源薄弱、创新成果转化难等问题。
搭建国家级测试验证和生产应用示范平台，降低企业创新应用门槛。完善材料测试评价方法和标准，加强以应用为目标的基础材料、设计、工艺、装备、封测、标准等国家体系化能力建设。
（五）加强跨建制平台建设为核心的能力建设探索建立体制机制创新的、开放国际化的、可持续发展的公共研发和服务平台。整合现有国家重点实验室、国家工程技术研究中心，建设国家技术创新中心，*府有效引导，充分带动地方和社会资本，共同建设跨建制的平台，解决产业化共性关键技术问题，同时为企业提供工程化验证服务、检测认证服务等，建立起支撑持续创新的条件和能力。加强以产品为目标的基础材料、设计、工艺、装备、封测、标准等国家体系化能力建设。
（六）加速推动产业生态环境完善在新能源汽车、移动通信、智能制造、智慧城市等领域，推动第三代半导体国产材料和器件示范应用，搭建国家级测试验证和生产应用示范平台。加强技术标准研制与应用对接，构建有序开放的技术标准与检测认证服务体系。支持中国创新创业大赛国际第三代半导体专业赛，支撑大中小企业融通发展和产业集聚。引导投融资机构、企业共同设立第三代半导体专项基金，撬动社会资本深入参与技术创新与产业化。
（七）加强精准的国际与区域的深度合作，促进创新人才引进针对目前复杂多变的国际形势，开展精准、个性化、多形式的科技合作，面向欧亚如荷兰、瑞典、波兰、日本等产业链环节上有技术优势的国家，特别是与有成熟技术的中小企业和研发团队的深度合作。鼓励企业和研究机构走出去，在国外建孵化中心和技术创新中心。主动参与国际标准制订，提高国际标准话语权。把握“粤港澳大湾区”的发展机会，建立国际第三代半导体技术创新中心。有针对性地开展两岸第三代半导体的研发与产业合作。大胆探索人才的“双跨”机制，开展以全球创新创业大奖赛等为手段，异地/异国孵化，双向基金联合投入等国际化创新模式的合作。
作者简介：吴玲，女，研究员，国家新材料产业发展专家咨询委员会委员，第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长，国家半导体照明工程研发及产业联盟理事长。
自年任科技部半导体照明工程项目管理办公室主任、北京半导体照明科技促进中心主任，年牵头成立国际半导体照明联盟，并全票当选成为第一届主席;年任科技部第三代半导体材料项目管理办公室主任。
年担任国家十三五重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项专家组副组长、第三代半导体材料及半导体照明方向专家组组长，国家科技创新重大项目“重点新材料研发及应用”编制专家组专家，第三代半导体材料方向牵头专家，“十四五”重点研发计划第三代半导体方案编制组牵头专家。
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