目前，5G正進入加速發(fā)展期。5G將深入各行各業(yè)，進一步解決物與物的聯接問題，促進產業(yè)的數字化轉型。通信產業(yè)每10年發(fā)展一代。相比于之前的通信技術，5G業(yè)務需求已發(fā)生重大變化，這也使得通信芯片面臨新的挑戰(zhàn)。

　　首先，由于數據規(guī)模急劇增長，提升計算力成為發(fā)展5G的重中之重。5G海量物聯網的感知層、連接速率的提升和時延的降低，都將極大地驅動數據量增長。因此，通信芯片除了要具備通信功能外，還需要擁有強大的計算能力，以滿足云網融合下網絡架構深刻變革的需求。

　　其次，芯片設計復雜度不斷增加。5G通過復雜的編碼來實現頻譜利用率的提升，多通道、高頻率和大帶寬共同推動數據吞吐量的增加。5G多樣化的應用場景、對兼顧低功耗的訴求都使得芯片設計變得非常復雜。

　　最后，受益于5G網絡，面向邊緣計算的高性能處理器和光器件發(fā)展前景廣闊，但國內芯片供應鏈仍有不足，產業(yè)規(guī)模商用和產品性能方面與國外企業(yè)仍有較大差距。

　　挑戰(zhàn)與機遇并存，5G發(fā)展在帶來挑戰(zhàn)的同時，也推動了國內半導體創(chuàng)新進步。

　　半導體技術創(chuàng)新發(fā)展趨勢

　　5G帶來的巨大的存儲市場需求，使中國成為全球大的半導體消費市場。半導體產業(yè)是我國科技核心支撐產業(yè)，而具有高功率密度、高效率和低功耗優(yōu)勢的氮化鎵(GaN)電子器件，被稱為“第三代半導體”核心，是實現5G通信、萬物互聯的關鍵要素。

　　第三代半導體技術在導熱率、抗輻射能力、擊穿電場、電子飽和速率等方面優(yōu)點突出，是固態(tài)光源和電力電子、微波射頻器件的“核芯”，在半導體照明、新一代移動通信、新能源并網、智能電網、高速軌道交通、新能源汽車等領域有廣闊的應用前景。

　　全球第三代半導體產業(yè)格局為美、日、歐三足鼎立，其中，美國擁有較為完整的產業(yè)鏈，尤其是在碳化硅領域，美國為全球獨大，歐盟的主要優(yōu)勢則集中在外延環(huán)節(jié)、襯底、器件環(huán)節(jié)，日本在設備和模塊開發(fā)等方面領先。

　　我國與美、歐、日等發(fā)達國家第一代和第二代半導體技術方面還存在較大差距，但在第三代半導體上，經過十年來的努力，我國與這些國家的差距相對較小，同時國內市場容量大，第三代半導體技術前景可期。

　　氮化鎵是一種商業(yè)應用相對較新的寬帶隙復合半導體。它的功率效率、功率密度和處理更寬頻率范圍的能力，使其非常適合大規(guī)模MIMO基站。氮化鎵具有一些良好特性，能更好地支持電子產品輕量化。

　　● 擊穿電場強度高。這極大提高了器件的電流密度和耐壓容量，降低導通損耗。

　　● 帶隙寬、禁帶寬度大。這意味著氮化鎵可以實現高功率的應用。

　　● 熱導率高。氮化鎵散熱性能優(yōu)異，器件集成度和功率密度高于傳統(tǒng)元器件。

　　● 電子飽和漂移速度快，可在更高的頻率下工作。

　　● 介電常數小，可降低集成電路的漏電電流，降低導線之間的電容效應。

　　● 化學性能穩(wěn)定。

　　● 硬度高。

　　政策支持推動國內產業(yè)繁榮

　　國家對于第三代半導體產業(yè)發(fā)展提供了持續(xù)不斷的政策方面的支持。早在2016年，國務院就推出了《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》，其中首次提到要加快第三代半導體芯片技術與器件的研發(fā);2019年6月商務部及發(fā)改委在鼓勵外商投資名單中增加了支持引進SiC超細粉體外商企業(yè);2019年11月工信部印發(fā)《重點新材料首批次應用示范指導目錄》，其中GaN單晶襯底、功率器件用GaN外延片、SiC外延片，SiC單晶襯底等第三代半導體產品進入目錄;2019年12月國務院在《長江三角洲區(qū)域—體化發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確要求加快培育布局第三代半導體產業(yè)，推動制造業(yè)高質量發(fā)展。

　　政策支持下，國內半導體產業(yè)不斷發(fā)展。當前，我國已經形成了長三角、珠三角、京津冀、閩三角等多個第三代半導體產業(yè)集群，尤其是長三角和珠三角的實力相對雄厚，成為我國兩大國家第三代半導體科技創(chuàng)新中心。

　　以江蘇省為例，江蘇省“十四五”規(guī)劃將第三代半導體作為布局重點，并培育出了納微科技、英諾賽科、中科漢韻，以及華瑞微集成電路、蘇州能訊高能半導體等多家優(yōu)秀企業(yè)。

　　而在珠三角，第三代半導體技術同樣是廣東“十四五”規(guī)劃重點。廣東省明確將設立首期規(guī)模達200億元的半導體及集成電路產業(yè)投資基金，支持半導體和集成電路領域的技術創(chuàng)新，打造以廣州、深圳、珠海為核心的兩千億級芯片設計產業(yè)集群。其中，深圳作為國家級第三代半導體科技創(chuàng)新中心，目前已經成立了第三代半導體器件重點實驗室等一批重要平臺，成為國內半導體產品銷售、集散和設計中心。