爱民区资讯部获悉 代半导体材料之间 区别

        发布时间:2020-05-23 11:31:18 发表用户:wer12004 浏览量:175

        核心提示: 代半导体材料之间 区别 阶段是以硅(Si)、锗(Ge)为代表的 代半导体原料;_第 阶段是以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等化合物为代表;_第 阶段是以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、硒化锌(ZnSe)等宽带半导体原料

        代半导体材料之间 区别

        零 年全世界SiC功率半导体企业总额达 . 亿美元。预计到 零 年,SiC功率半导体 企业总额将达 . 亿美元。

        零 年全世界功率半导体企业规模为 亿美元,预计到 零 年达到 亿美元。工业、汽车、无线通讯和消费电子是前 大终端企业。

        月 零日,国家发改委首次官宣“新基建” 范围,正式定调了 G基建、人工智能、工业互联网等 大领域 发展方向。“新基建”作为新兴产业, 端连接着不断升级 消费企业,另 端连接着飞速发展 科技创新。以碳化硅(SiC)以及IGBT为核心 功率半导体,支撑着新能源汽车、充电桩、基站/资料统计中心电源、特高压以及轨道交通系统 建设;以AI芯片为核心 SOC芯片,支撑着资料统计中心、人工智能系统 建设。氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为首 第 代半导体是支持“新基建” 核心材料。在“新基建”与国产替代 加持下,国内半导体厂商将迎来巨大 发展机遇。

        G基站会用到多发多收天线阵列方案,GaN射频器件对于整个天线系统 功耗和尺寸都有巨大 改进。在高功率,高频率射频应用中,获得更高 带宽、更快 传输速率,以及更低 系统功耗此外,GaN射频功率晶体管,可作为新 固态能量微波源,替代传统 . GHz磁控管,应用于从微波炉到高功率焊接机等消费电子和工业领域。

        GaN和SiC在材料性能上各有优劣,因此在应用领域上各有侧重和互补。如GaN 高频Baliga优值显著高于SiC,因此GaN 优势在高频小电力领域,集中在 零零零V以下,例如通信基站、毫米波等。SiC Keye优值显著高于GaN,因此SiC 优势在高温和 零零V以上 大电力领域,包括电力、高铁、电动车、工业电机等。在中低频、中低功率领域,GaN和SiC都可以应用,桥检车租赁快讯网商业讯息平台,与传统Si基器件竞赛。

        GaN器件部分包括射频器件、电力电子功率器件、以及光电器件 类。GaN 商业化应用始于LED照明和激光器,桥检车租赁快讯网本网讯,其更多是基于GaN 直接带隙特性和光谱特性,桥检车租赁快讯网宣传报道,相关产业已经发展 非常成熟。射频器件和功率器件是发挥GaN宽禁带半导体特性 部分应用领域.

        SiC从上世纪 零年代开始研发。 零零 年SiCSBD商用,以前SiCMOSFET商用。SiCIGBT目前还在研发中。SiC能大大降低功率转换中 开关损耗,因此具有更好 能源转换效率,更容易实现模块 小型化,更耐高温。

        SiC功率器件 部分应用,智能电网、交通、新能源汽车、光伏、风电;新能源汽车是SiC功率器件企业 部分攀升驱动因素。目前SiC器件在新能源车上应用部分是功率控制单元(PCU)、逆变器,DC-DC转换器、车载充电器等方面。

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        从 世纪开始,智能手机、新能源汽车、机器人等新兴 电子科技发展迅速,同时全世界能源和环境危机突出,能源利用趋向低功耗和精细管理,传统 代半导体材料由于自身 性能限制已经无法满足科技 需求,这就呼唤需要出现新 材料来进行替代。

        从下表常用 “优值(FigureofMerit,FOM)”可以清晰地看出,SiC和GaN相较于前两代半导体材料在功能与特性上有了巨大 提升。

        代表材料,硅(Si)、锗元素(Ge)半导体材料。

        代表材料,第 代半导体材料部分以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表 宽禁带(Eg》 . eV)半导体材料。

        代表材料,第 代半导体材料是化合物半导体;如砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb);GaAsAl、GaAsP;还有 些固溶体半导体,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半导体(又称非晶态半导体),如非晶硅、玻璃态氧化物半导体;有机半导体,如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。

        兴起时间, 零世纪 年代以来,随着移动通信 飞速发展、以光纤通信为基础 信息高速公路和互联网 兴起,以砷化镓、磷化铟为代表 第 代半导体材料开始崭露头角。

        兴起时间, 世纪 年代;_

        半导体部分材料及应用

        半导体材料与器件发展史

        历史意义, 代半导体材料引发了集成电路(IC)为核心 微电子领域迅速发展。

        历史意义,第 代半导体材料部分用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件 优良材料。因信息高速公路和互联网 兴起,还被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域。如相比于 代半导体,砷化镓(GaAs)能够应用在光电子领域,尤其在红外激光器和高亮度 红光 极管等方面。

        发展现状,在 G通信、新能源汽车、光伏逆变器等应用需求 明确牵引下,目前,应用领域 头部企业已开始使用第 代半导体技术,也进 步提振了市场信心和坚定对第 代半导体技术路线 投资。

        在材料领域 代,第 代,第 代并不具有“后 代优于前 代” 说法。国外 般会把氮化镓、碳化硅等材料叫做宽禁带半导体;把氮化镓、氮化铝、氮化铟和他们 混晶材料成为氮化物半导体、或者把氮化镓、砷化镓、磷化铟成为III-V族半导体。我国采用 第 代半导体材料 说法是与人类历史上 由半导体材料大规模应用带来 次产业革命相对应。目前,第 代半导体正在高速发展, 代半导体也仍在产业中大规模应用,发挥第 代半导体无法替代 作用。

        应用优势,体积小、高频高功率、低能耗速度快; G通信将是GaN射频器件企业 部分攀升驱动因素。

        性能分析,与 代和第 代半导体材料相比,第 代半导体材料具有更宽 禁带宽度(> . eV)、更高 击穿电场、更高 热导率、更高 电子饱和速率及更高 抗辐射能力,更适合于制作高温、高频、大功率及抗辐射器件,可广泛应用在高压、高频、高温以及高可靠性等领域,包括射频通信、雷达、卫星、电源管理、汽车电子、工业电力电子等。

        性能特点,以砷化镓为例,相比于 代半导体,砷化镓具有高频、抗辐射、耐高温 特性,因此广泛应用在主流 商用无线通信、光通讯以及国防军工用途上。

        新基建为国内半导体厂商提供巨大发展机遇,我国在第 半导体材料上 起步比较晚,且相对国外 技术水平较低。这是 次弯道超车 机会,但是我国需要面对 困难和挑战还是很多 。

        由于硅材料 带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低,Si在光电子领域和高频高功率器件方面 应用受到诸多限制。但 代半导体具有技术成熟度较高且具有成本优势,仍广泛应用在电子信息领域及新能源、硅光伏产业中。

        硅在光伏领域应用产业链

        代半导体技术长期共存,现阶段是 代半导体材料均在广泛使用 阶段。为如何第 代 出现没有取代 代呢?第 代半导体是否可以全面取代传统 半导体材料呢?

        代半导体材料

        阶段是以硅(Si)、锗(Ge)为代表 代半导体原料;_

        第 代半导体-氮化镓(GaN)

        第 代半导体-碳化硅(SiC)

        第 代半导体中,SiC与GaN相比较,前者相对GaN发展更早 些,技术成熟度也更高 些;两者有 个很大 区别是热导率,这使得在高功率应用中,SiC占据统治地位;同时由于GaN具有更高 电子迁移率,因而能够比SiC或Si具有更高 开关速度,在高频率应用领域,GaN具备优势。

        第 代半导体材料

        第 代有望全面取代,第 代宽禁带半导体材料,可以被广泛应用在各个领域,消费电子、照明、新能源汽车、导弹、卫星等,且具备众多 优良性能可突破 代半导体材料 发展瓶颈,故被企业看好 同时,随着技术 发展有望全面取代 代半导体材料。

        第 阶段是以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、硒化锌(ZnSe)等宽带半导体原料为主。

        第 代半导体材料

        第 阶段是以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等化合物为代表;_

        起源时间,美国早在 年就已经研制出 支氮化镓 材料和器件,而我国新早 研究队伍——国内科学院半导体研究所在 年也起步该方面 研究,并于 零零零年做出HEMT结构材料。

        那是因为Si和化合物半导体是两种互补 材料,化合物 某些性能优点弥补了Si晶体 缺点,而Si晶体 工艺又明显 有不可取代 优势,且两者在应用领域都有 定 局限性,因此在半导体 应用上常常采用兼容手段将这 者兼容,取各自 优点,从而 出符合更高要求 产品,如高可靠、高速度 国防军事产品。因此 代是 种长期共同 状态。

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