宽禁带（一般指禁带宽度>2.3eV）半导體(tǐ)材料的研发与应用(yòng)方兴未艾，正在掀起新(xīn)一轮的热潮；其中碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）以高效的光電(diàn)转化能(néng)力、优良的高频功率特性、高温性能(néng)稳定和低能(néng)量损耗等优势，成為(wèi)支撑信息、能(néng)源、交通、先进制造、國(guó)防等领域发展的重点新(xīn)材料。

回顾历史，20 世纪50 年代中期出现SiC 晶體(tǐ)生長(cháng)的第1 个专利。2007 年美國(guó)Cree 公司成功制备直径100 mm 的SiC 零微管衬底，而后推出二极管产品并在技术和应用(yòng)层面取得了長(cháng)足进展。GaN 也是跨世纪期间方有(yǒu)较快发展，1993年GaN 外延蓝光二极管研制成功，1996 年白光LED 诞生并迅速产业化；中村修二、赤崎勇、天野浩3 人因“发明高效GaN 基蓝光发光二极管，带来明亮而节能(néng)的白色光源的贡献”，获得2014 年度诺贝尔物(wù)理(lǐ)學(xué)奖。

近年来，SiC、GaN 射频電(diàn)路和電(diàn)力電(diàn)子器件显现出重要的军事应用(yòng)和良好的市场前景，发达國(guó)家纷纷将其列入國(guó)家战略，投入巨资支持。2014 年初，美國(guó)宣布成立“下一代電(diàn)力電(diàn)子器件國(guó)家制造创新(xīn)中心”，欧洲启动了“LAST POWER”产學(xué)研项目，日本则设立了“下一代功率半导體(tǐ)封装技术开发联盟”。美國(guó)计划在未来5 年内，加速民(mín)用(yòng)SiC、GaN 電(diàn)力電(diàn)子器件的研发和产业化，预计节能(néng)效果大约相当于900 万家庭用(yòng)電(diàn)总量。当前，中國(guó)发展宽禁带半导體(tǐ)具有(yǒu)良好的机遇和合适的环境。从消费类電(diàn)子设备、新(xīn)型半导體(tǐ)照明、新(xīn)能(néng)源汽車(chē)、风力发電(diàn)、航空发动机、新(xīn)一代移动通信、智能(néng)電(diàn)网、高速轨道交通、大数据中心，到导弹、卫星及電(diàn)子对抗系统，均对高性能(néng)SiC 和GaN 器件有(yǒu)着极大的期待和需求。因此无论从國(guó)防安全出发还是以经济发展的视角，宽禁带半导體(tǐ)材料的发展空间都很(hěn)大，市场前景也很(hěn)好。发展宽禁带半导體(tǐ)材料需要关注以下几点。

1）宽禁带半导體(tǐ)材料及应用(yòng)具有(yǒu)學(xué)科(kē)交叉性强、应用(yòng)领域广、产业关联性大等特点，需要做好顶层设计，进行统筹安排。中國(guó)在SiC、GaN 半导體(tǐ)材料的基础研究、应用(yòng)研究、产业化方面布局基本合理(lǐ)恰当，各计划之间注意了协同配合，相信在这次國(guó)际发展的浪潮中将会有(yǒu)令人鼓舞的进展。SiC、GaN 于发光领域的进展此处不再赘述，现当務(wù)之急是加速SiC、GaN 電(diàn)力電(diàn)子器件的研发，拓展在民(mín)用(yòng)领域的应用(yòng)，抢占下一代功率電(diàn)子产业的广阔市场，推动新(xīn)一代信息技术、新(xīn)能(néng)源产业和中國(guó)制造2025 的快速发展。

2）宽禁带半导體(tǐ)材料是机遇与挑战并存的领域。当前，國(guó)内SiC和GaN的研究与应用(yòng)仍存在诸多(duō)问题，如衬底材料的完整性、外延层及欧姆接触的质量、工艺稳定性、器件可(kě)靠性以及成本控制等；其产业化的难度比外界想象的还要大。发展宽禁带半导體(tǐ)，一方面要依靠自主研发，实现技术突破，满足國(guó)防军工对HEMT、MMIC 等器件和電(diàn)路的需求，并随时将成熟技术通过军民(mín)融合向民(mín)用(yòng)领域转移拓展。另一方面要充分(fēn)发挥产學(xué)研用(yòng)相结合的作用(yòng)，开展以需求為(wèi)导向，以市场為(wèi)目标的研究与开发，做到克服瓶颈、解决难题、进入市场、用(yòng)于实际。此外，加强宽禁带半导體(tǐ)材料研发及应用(yòng)，急需引进和培养人才双管齐下，遴选领军人才、充实技术骨干、加快队伍建设。

3）宽禁带半导體(tǐ)应用(yòng)研究和产业化是中國(guó)的短板。因此需要设计、工艺、材料、可(kě)靠性、成品率、性价比全面满足各类应用(yòng)系统的要求；同时要注重设备仪器、检验标准、税收政策、金融环境等全产业链和产业环境的建设，强化多(duō)方配合与协同发展。尤其要支持企业牵头的应用(yòng)研发和产业化工作；SiC 和GaN 民(mín)用(yòng)领域广泛，会出现众多(duō)中小(xiǎo)型科(kē)技企业，政府应出台政策、予以鼓励。

4）宽禁带半导體(tǐ)是未来高科(kē)技发展的重要方向之一，新(xīn)一代信息产品市场将是宽禁带半导體(tǐ)SiC、GaN发展的关键驱动力。2015年，TriQuint 和RFMD 两家公司合并成立Qorvo 公司的目的之一，就是為(wèi)了争夺未来5G 移动产品和下一代无線(xiàn)网络和光网络的市场。由先进的SiC 和GaN 半导體(tǐ)技术带动的市场空间将是巨大的，其社会经济效益也会相当可(kě)观。目前，國(guó)际民(mín)用(yòng)電(diàn)力電(diàn)子器件产业化发展仅处于起步阶段，尚未形成巨大的实际市场。如果集中力量协同创新(xīn)，有(yǒu)可(kě)能(néng)在相关领域获得比较优势进而占据领先地位。

5）SiC、GaN材料适合制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，能(néng)有(yǒu)效提高系统的效率，对发展“大智物(wù)移云”具有(yǒu)重要作用(yòng)。SiC和GaN 器件不会取代硅集成電(diàn)路。2000 年度诺贝尔物(wù)理(lǐ)學(xué)奖获得者阿尔费罗夫即认為(wèi)：“化合物(wù)半导體(tǐ)并非要取代硅，但它能(néng)做硅半导體(tǐ)做不到的事情”。未来，SiC、GaN 和硅将在不同的应用(yòng)领域发挥各自的作用(yòng)、占据各自的市场份额。即便是電(diàn)力電(diàn)子器件，宽禁带半导體(tǐ)材料也不可(kě)能(néng)完全替代硅，缘于应用(yòng)和市场还会细分(fēn)，同时也要权衡材料与器件的成本和性价比。因此，发展SiC、GaN 材料与器件应避免热炒概念、一哄而起、盲目投资、互挖人才、低水平重复建设。

最近，更宽禁带半导體(tǐ)材料氮化铝（AlN）、氧化镓（Ga2O3）特别是金刚石的研发有(yǒu)了令人可(kě)喜的进展，國(guó)内多(duō)个大學(xué)和研究单位均研制出较大尺寸的金刚石薄膜及體(tǐ)材料，并得到初步应用(yòng)的结果。展望未来，进一步加强宽禁带半导體(tǐ)研发与产业化，对军事國(guó)防安全和战略新(xīn)兴产业发展将具有(yǒu)举足轻重的作用(yòng)。相信我们有(yǒu)能(néng)力抢占宽禁带半导體(tǐ)材料及应用(yòng)的战略制高点，為(wèi)实现世界科(kē)技强國(guó)的宏伟目标奠定坚实的基础。