據(jù)中國知識產(chǎn)權(quán)報報道，作為近年新興的技術(shù)，第三代半導(dǎo)體主要聚焦于碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體新材料領(lǐng)域的突破性技術(shù)發(fā)展以及新材料器件研發(fā)。

據(jù)了解，20世紀(jì)初出現(xiàn)第三代半導(dǎo)體相關(guān)專利申請，大約在2000年以后，相關(guān)專利申請開始進(jìn)入快速增長階段。美國早期領(lǐng)銜全球?qū)＠鲩L，2010年前后我國的申請量首次超過美國。美國、日本、中國、韓國、德國等國家或地區(qū)相關(guān)專利申請量增長較快。

截至2018年9月30日，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專利總量約為8.751萬件。碳化硅、氮化鎵、其他金屬氧化物三種主要材料申請數(shù)量較為接近；其中碳化硅材料功率半導(dǎo)體和器件工藝較為熱門，氮化鎵材料外延生長和光電子比重較大。

具體來看，氮化鎵具有大禁帶寬度、高電子飽和速率、高擊穿電場、較高熱導(dǎo)率、耐腐蝕以及抗輻射等優(yōu)點，又與現(xiàn)有硅半導(dǎo)體工藝兼容性強(qiáng)，在降低成本方面顯示更大的潛力。

在氮化物同質(zhì)襯底技術(shù)方面，三菱公司提出改進(jìn)品質(zhì)和厚度的GaN單晶制造法（公開號：JPH07165498A）和具有低位錯密度的氮化鎵族晶體基底部及用途；LG公司則優(yōu)化了快速形成單晶GaN半導(dǎo)體襯底的方法（公開號：KR1019990001289A）；住友公司利用磨削將在表面上具有C面的氮化物半導(dǎo)體襯底的表面加工為面粗糙度Rms5nm～200nm（公開號：JP2005112641A）；索尼公司改進(jìn)了藍(lán)寶石襯底蝕刻方法（公開號：JPH1145892A）。

在氮化鎵器件結(jié)構(gòu)方面，日亞化學(xué)在氮化鎵基化合物半導(dǎo)體表面設(shè)置緩沖層以提高結(jié)晶度（公開號：JPH04297023A）；NEC公司使氮化鎵晶體薄膜具有形成條紋的掩模圖案（公開號：JP2000349338A）；科銳公司提出在天然氮化物晶種上由III－V族氮化物剛玉(坯料)高速氣相生長形成剛玉，可以得到用于制作微電子器件結(jié)構(gòu)的晶片（公開號：WO0168955A1）；科銳公司提出含有AlxGayInzN的高質(zhì)量晶片在于均方根表面粗糙度小于1nm（公開號：WO02101121A1）；住友公司提出包括低位錯單晶區(qū)(Z)、C面生長區(qū)(Y)、龐大缺陷積聚區(qū)(H)和0.1/cm2至10/cm2的c軸粗大核區(qū)(F)低變形的氮化鎵晶體襯底（公開號：JP2003165799A）以及一種低缺陷晶體區(qū)和缺陷集中區(qū)從主表面延伸到位于主表面的反向側(cè)的后表面、面方向相對于主表面的法線矢量在偏斜角方向上傾斜的GaN襯底（公開號：JP2009152511A）；通用公司提出一種直徑至少約2.75毫米、位錯密度低于約104cm-1并基本不含傾斜晶界的GaN單晶（公開號：WO2004061923A1）。

在氮化鎵器件制備設(shè)備技術(shù)上，波士頓大學(xué)設(shè)計一種通過外部磁鐵和/或出口孔徑控制原子氮物質(zhì)和離子氮物質(zhì)的量達(dá)到襯底外延生長系統(tǒng)（公開號：WO9622408A2）；理光公司改進(jìn)了一種制造塊狀晶體的GaN單晶襯底的堿反應(yīng)容器（公開號：JP2001058900A）；大阪產(chǎn)業(yè)振興機(jī)構(gòu)使用將含氮氣體通入反應(yīng)器中由此使得在熔劑中的第III族元素和氮互相反應(yīng)的、高產(chǎn)量地制備高質(zhì)量的、大的和整塊第III族元素氮化物單晶的設(shè)備（公開號：WO2004083498A1）。

在氮化鎵外延生長方面，基于同質(zhì)襯底生長，三星公司提出一種以高生長速率生長高質(zhì)量氮化鎵（GaN）膜的方法（公開號：KR1020000055374A）；住友公司提出氣相成長的成長表面(C面)不是平面狀態(tài)而形成具有三維的小面結(jié)構(gòu)單晶體GaN的結(jié)晶成長方法（公開號：JP2001102307A）；住友公司提出一種可以收取氧作為n型摻雜劑的氮化鎵單晶的成長方法（公開號：JP2002373864A）；法國國家科學(xué)研究中心提出通過在犧牲層上的異質(zhì)外延制造包含Ⅲ氮化物的自承基材的方法（公開號：WO2005031045A2）。

基于異質(zhì)襯底生長，北卡羅萊納州立大學(xué)提出氮化鎵層在藍(lán)寶石基體上的懸掛外延生長（公開號：WO0137327A1）；NEC和日立公司提出一種具有缺陷密度低、彎曲小的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體襯底的制造方法（公開號：JP2003178984A）；加州大學(xué)和獨立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)提出用于在斜切尖晶石襯底上生長平坦半極性氮化物薄膜的方法（公開號：JP2005522888A）；應(yīng)用材料公司提出具有高晶格失配的材料的異質(zhì)外延生長（公開號：WO2015167682A1）。

橫向生長技術(shù)上，豐田公司提出在底襯底上形成多個突起部并利用晶體橫向生長的習(xí)性生長半導(dǎo)體晶體層（公開號：WO02064864A1）；三星公司提出先在GaN襯底上形成凹凸部分，然后以快致橫向生長的GaN薄膜覆蓋垂直生長的GaN薄膜，在GaN襯底上形成GaN薄膜的方法（公開號：KR1020020080743A）。

在氣相沉積的改進(jìn)方面，技術(shù)與設(shè)備國際公司提出一種改性HVPE方法用于達(dá)到低缺陷密度（公開號：WO03006719A1）；應(yīng)用材料公司提出利用MOCVD及HVPE抑制在III-V氮化物薄膜生長中的寄生微粒（公開號：US20070259502A1）以及通過混合氣相外延工藝形成III-V族材料的方法（公開號：WO2009046261A1）；加州大學(xué)提出使用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積來生長諸如m–平面氮化鎵(GaN)磊晶層之平面、非極性m–平面III–氮化物材料的方法（公開號：WO2006130622A2）以及利用MOCVD生長的GaN薄膜平滑、高品質(zhì)薄膜的異質(zhì)磊晶生長方法（公開號：WO2008060349A2）和先使用MOCVD進(jìn)行第一生長，再使用不同生長方法進(jìn)行再生長的制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法（公開號：WO2017011387）；三菱公司提出利用HVPE制造具有較高熱傳導(dǎo)率之GaN系材料的方法（公開號：WO2007119319A1）；東京電子提出用于使薄膜選擇性地沉積在露出有絕緣膜和導(dǎo)電膜的基底上的選擇性沉積方法（公開號：JP2018170409A）。

當(dāng)然，產(chǎn)業(yè)繁榮也離不開政府的資助與扶持，自1987年美國政府以年預(yù)算補(bǔ)貼10億美元資助14家美國半導(dǎo)體企業(yè)組成Sematech聯(lián)盟以來，美國政府始終不遺余力地增加對半導(dǎo)體、人工智能等新興技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的投入，以期開創(chuàng)下一個十年乃至百年的領(lǐng)先。

根據(jù)美國國家“電子復(fù)興計劃”（ERI）已公開的一部分內(nèi)容顯示，整個項目資金已經(jīng)達(dá)到22.5億美元，將專注于開發(fā)用于電子設(shè)備的新材料、將電子設(shè)備集成到復(fù)雜電路中的新體系結(jié)構(gòu)以及進(jìn)行軟硬件設(shè)計上的創(chuàng)新。