追溯漫长的人类历史，我们历经石器时代、青铜时代、铁器时代，以及社会学家宣称的蒸汽时代、电气时代、信息时代。人类的物质文明归根到底是器具的制作和使用，历史学家以材料作为文明阶段的标志是最简明直观的，我们如今所处的信息时代的特征性材料就是“硅”，目前以硅为原料的电子元器件产值超过了以钢为原料的产值，人类的历史因此进入了下一个新时代——硅器时代。无论是电视、电话、电脑，还是空调、汽车等，这些与现代人类社会息息相关的物品无时无刻地在为我们服务，而他们都有一个共同的特点——离不开以“硅”为代表的半导体器件。

硅其实是地壳中最常见的元素，许多的岩石成分都是二氧化硅，但经过科学家和工程师们数百道工艺研制后，可以制造集成电路，其价值可达上万美元。这种把石头变成贵重硅片的过程，也可谓是点石成金的成就了。

实际上，早在十九世纪初，人类就开始了对半导体材料及制作的研究，大致经历了三个阶段：第一阶段是以硅、锗为代表的第一代半导体原料；第二阶段是以砷化镓、磷化铟等化合物为代表，第三阶段是以碳化硅、氮化镓、硒化锌等半导体原料为主，如今第三代半导体已经开始普及和广泛应用。但第三代半导体与第一代、第二代半导体之间并不是相互替代的关系。它们适用于不同的领域，应用范围有所交叉，但不是完全等同。第三代半导体有其擅长的领域，在特定的“舒适区”内性能确实是优于第一代的硅、锗等传统半导体材料，但在“舒适圈”之外，传统的硅仍然占据王者地位。

我们重点说一下第三代半导体，第三代半导体具有高光效、高功率、高电压、高频率、高工作温度等“五高”特性。其中碳化硅的生产过程主要包括【单晶】——【外延】——【芯片生产】这三大环节。碳化硅器件的价值链包括【衬底】——【外延】——【器件】。其中，衬底所占成本最高，约占50%。衬底的高成本主要是因为单晶碳化硅生长速度缓慢、品质难以把控。伴随着不断的技术升级，碳化硅衬底和外延片未来的价格预计会下降。

氮化镓的生产过程，描述起来和碳化硅差不多，主要包括【材料/单晶】——【外延】——【芯片生产】这三大环节。但是有所不同的是，由于技术水平限制以及成本问题，GaN材料的衬底目前还无法规模化投产，因此，GaN器件大多采用SiC、Si、蓝宝石等材料为衬底。碳化硅衬底一般用于射频器件；硅衬底一般用于功率器件；蓝宝石衬底一般用于制造蓝光LED。

那么为什么要发展第三代半导体呢？

首先，第三代半导体是开启5G、人工智能、万物互联，支撑智能社会发展的核心。

可以为移动通信、卫星通信提供峰值10Gbps以上的带宽、毫秒级时延和超高密度链接的核心器件；为移动终端、智能设备提供低能耗、小型化、便携式的供电系统。

其次，第三代半导体是支撑节能减排，实现绿色可持续发展的重要载体。

不仅能够支撑新能源和智能电网的发展，还可以支撑现代轨道交通装备、新能源汽车等产业升级。

再次，第三代半导体是实现绿色照明、推动医疗与健康、不断开发新的显示技术的重要途径。

推动LED技术进步与应用拓展，包括健康照明、光医疗、智慧照明、农业照明等等；加快深紫外LED催生的新应用，包括医疗、空气、污水净化和消毒等；引领激光显示、MicroLED的显示应用。

最后，第三代半导体是提升航空航天和国防能力的重要保障。

在微波功率器件方面，氮化镓射频器件具有工作电压高、输出功率大、抗辐射能力强等优点，将实现精度更高、辐射距离更远；使用高频、高可靠、长寿命、工作温度范围款、抗辐射能力强的第三代半导体功率器件可以有效降低航空航天电源及配电分系统的重量和体积，起到抵抗极端环境和降低能耗的作用。

因此，第三代半导体是战略性新兴产业的重要组成部分。2016年至今，中央和地方政府对第三代半导体产业给予了高度重视，出台多项产业发展扶持政策。国务院及工信部、国家发改委等部门先后在产业发展、营商环境、示范应用等方面出台政策，进一步支持我国第三代半导体产业发展；科技部通过“国家重点研发计划”共支持第三代半导体和半导体照明相关研发项目超过30项，涵盖电力电子、微波射频应用的多个应用领域，对第三代半导体基础研究及前沿技术、重大共性关键技术、典型应用示范给予高度重视和重点支持；北京、深圳、济南、长沙等地方各级政府出台多项产业发展措施和政策，引导和支持区域内第三代半导体产业发展。