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半导体耗材材料有哪些?

2021-07-19 09:56:30

近年来,整个集成电路行业陷入瓶颈,处理器工艺难以完善。摩尔定律似乎已经走向衰落。半导体行业一直希望找到可以替代硅的半导体材料,但经过各种尝试,发现硅很容易赚钱。半导体设备耗材

尽管硅(Si)目前在集成电路芯片制造方面是不可替代的,但是经过这么多年的发展,每一种成熟的半导体材料本身都能带动一个行业的发展,那么现在行业中有哪些半导体材料呢?

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一代半导体:

业界对半导体材料进行了分类,前面提到的硅(Si)和锗(Ge)是一代半导体材料。

硅(Si):上述硅(Si)是目前应用Z广泛的半导体材料,集成电路基本上由硅(Si)制成。硅(Si)之所以广为人知,是因为它是CPU的材料,英特尔和AMD的处理器都是基于硅(Si)制造的。当然,除了CPU,GPU芯和存储闪存也是硅(Si)的世界。

锗(Ge):锗(Ge)是初始晶体管的材料。硅(Si)出现后,锗可以说是没落的,但锗没有被硅(Si)完全取代。锗作为重要的半导体材料之一,仍活跃在光纤、太阳能电池等通道领域。

无论是技术开发还是成本把握,一代半导体材料都是Z成熟的,因此,即使第二代和第三代半导体材料在某些特性表现上完全超过了硅(Si),也无法商业化地取代硅(Si)的价值,无法带来硅(Si)等高收益才是关键。


第二代半导体:

第二代半导体材料与一代半导体有本质区别。一代半导体硅(Si)和锗(Ge)属于单一半导体,即由单一物质组成。第二代是化合物半导体材料,由两种或两种以上元素合成,具有半导体特性。第二代半导体通常是砷化镓和磷化铟。

砷化镓(GaAs):砷化镓(GaAs)是第二代半导体材料的象征性产物之一,常砷化镓。

砷化镓(GaAs)

磷(InP):磷(InP)InP由金属铟和赤磷在应时管中加热反应而成,具有耐高温、高频率、高速率的特点,广泛应用于通信行业,制造通信设备。

二代半导体可以说是4G时代的基础,许多4G设备所用的材料都是基于二代半导体。

三代半导体:

第三代半导体同样属于化合物半导体材料,特点是高禁带宽度、高功率和高频以及高电压等,代表产品是,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。

碳化硅(SiC):碳化硅(SiC)具有耐高温、耐高压的特点,非常适合制作设备开关。例如,许多主板上的高端MOSFET由碳化硅制成。

MOSFET

氮化镓(GaN):氮化镓(GaN)碳化硅(SiC)也是禁带宽度高的半导体,具有能耗低、频率高、建设5G基站的特点。主要的缺点是技术成本高,在商业领域很难看到。

目前国内流行推广第三代半导体的发展,是因为国内外起点差距小,有竞争机会。

注意事项:

虽然这些半导体材料被认为分为 一代和第二代,听起来像迭代产品,但事实上,这些 一代、第二代和第三代半导体材料并不是替代品。他们具有不同的特点和不同的应用场景。第二代和第三代只是行业的分标志,只是根据材料进行划分,有些场景甚至会同时应用。


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