补国内科技最大短板，第三代半导体即将写入“十四五”规划，这些矿产迎发展新机遇

近日，有消息称，我国计划把大力支持发展第三代半导体产业，写入“十四五”规划，计划在2021-2025年期间，大力支持发展第三代半导体产业，以期实现产业独立自主。

近两年，以华为为代表的中国高科技企业受到外部环境诸多干扰和限制，尤其在半导体这个国内薄弱产业，外部的贸易摩擦可谓“卡住了国内众多企业喉咙”。作为下一世代的半导体材料，第三代半导体给了我国“弯道超车”的机会。

什么是第三代半导体？第三代半导体需要哪些矿业材料？今天《矿业汇》带大家初步了解第三代半导体。

半导体产业发展至今经历了三个阶段：

第一代半导体材料以硅为代表；

第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用；

第三代半导体是以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为主，氧化锌、氧化铝、金刚石等在内的的宽禁带半导体材料，具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。

5G时代下，第三代半导体优势明显，在新能源汽车、高速轨道交通、新一代移动通信、智能电网等众多领域有着广阔的应用前景，未来将成为能源、交通、国防等产品的重要新材料。

（1）碳化硅（ SiC ）

SiC 是由硅和碳组成的化合物半导体材料，在热、化学、机械方面都非常稳定。天然的碳化硅很少，工业上使用的为人工合成原料，主要用石英砂、石油焦（或煤焦）在高温电阻炉内通过下以下反应生成，辅助材料为木屑和食盐，木屑可使物料形成多孔烧结体，便于C O气体排出，加入食盐可与Fe、 Al等杂质生成氯化物而挥发掉，从而生产绿色碳化硅。

石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。

石英石矿石的分布相当广泛，但只有含硅量超过93%的石英石中才有真正的矿产资源开发价值，才有成为高品位石英矿的前提。如果石英石含硅量达到了99%，则是极具开发价值的高品位优质矿。在产业结构升级的大背景下，优质矿产资源成为投资者眼中的“香饽饽” 。

石油焦炭、冶金焦炭（煤焦）、沥青焦炭、石墨等军事工业上可利用的含碳量高的材料，但是满足冶炼碳化硅需要的碳材料，不仅要求含碳量高，而且要求有害物质（灰分）少，反应能力强、填充重量大。目前冶炼碳化硅主要碳来源为石油焦。

(2) 氮化镓（GaN）

氮化镓是一种无机物，化学式GaN，镓在地壳中的浓度很低，不以纯金属状态存在，多以伴生矿存在，主要赋存在铝土矿中，少量存在于锡矿、钨矿和铅锌矿中。根据美国地质调查局2015年发布的数据，全球铝土矿中镓的储量超过100万吨，锌矿中还有一定储量的镓资源。

我国是世界上镓主产国之一，镓资源储量较多的省份是内蒙古，除此之外，广西、贵州、河南、山西、云南5省也是镓资源主要分布地。

从镓资源分布类型来看，广西、贵州、河南、山西、吉林、山东等省区的镓主要存在于铝土矿中，云南、黑龙江等省的镓主要存在于锡矿或煤矿中，湖南等省区的镓主要存在于闪锌矿中。

目前，镓资源开采利用仍处于初级阶段，因其多为伴生矿，而一些企业由于技术、资金等多方面原因并未对矿石中所含的镓资源进行提取，结果造成这种稀缺资源的浪费。中小型镓生产加工企业由于提取工艺相对简单，投入资金相对较少，在开采生产过程中也造成了比较严重的环境污染。

同时，我国镓生产企业规模分散，产业链存在薄弱环节，作为出口大国，我国却无定价权，

国内也缺乏价格发现平台和机制。

作为第三代半导体主要材料之一，十四五规划的一部分，国家应加强对镓资源的保护和管理，在技术和产业链协同上，镓资源能够物有所值！

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