• <big id="5dxk7"></big>

  • <span id="5dxk7"></span>
    <tr id="5dxk7"><input id="5dxk7"></input></tr>

  • 新聞中心

    您當前所在位置:首頁 - 新聞中心 - 行業資訊

    新聞中心

    News

    這里有您關心的企業動態與行業資訊

    從第一代到第三代 半導體材料經過了哪些歷程

    發布時間:2022-8-16 16:46:45      點擊次數:45

    被譽為世界上第4大重要發明的半導體,其重要性不言而喻。生活中的手機、電視、電腦、汽車等電子產品、設備都與半導體無不相關。而半導體產業的基礎是半導體材料,隨著半導體產業的發展,半導體材料也在逐漸發生變化,已經從第一代半導體材料過渡到第三代半導體材料。


    第一代半導體是“元素半導體”。20世紀50年代以來,以硅(Si)、鍺(Ge)為代的第一代半導體材料的出現,取代了笨重的電子管,讓以集成電路為核心的微電子工業的發展和整個IT產業的飛躍。人們最常用的CPU、GPU等產品,都離不開第一代半導體材料的功勞。可以說是由第一代半導體材料奠定了微電子產業的基礎。


    然而由于硅材料的帶隙較窄、電子遷移率和擊穿電場較低等原因,硅材料在光電子領域和高頻高功率器件方面的應用受到諸多限制。因此,以砷化鎵(GaAs)為代表的第二代半導體材料開始嶄露頭角,使半導體材料的應用進入光電子領域,尤其是在紅外激光器和高亮度的紅光二極管方面,應用于毫米波器件、衛星通訊、移動通訊和GPS導航等領域,與此同時,4G通信設備因為市場需求增量暴漲,也意味著第二代半導體材料為信息產業打下了堅實基礎。


    在第二代半導體材料的基礎上,人們希望半導體元器件具備耐高壓、耐高溫、大功率、抗輻射、導電性能更強、工作速度更快、工作損耗更低特性,第三代半導體材料也正是基于這些特性而誕生。第三代半導體材料以碳化硅、氮化鎵等為代表,因其具備高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和速率及抗輻射能力等優異性能,適用于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件,可大幅提升能源轉換效率,降低系統成本。在國防、航空航天、新能源汽車、光伏儲能等領域有著廣泛的應用前景。


    進入二十一世紀以來,提高能源效率與降低能源消耗已經成為全球范圍內一個非常關鍵的問題。硅半導體在功率電子領域的應用已經逐漸接近硅材料的理論極限,最近幾年以碳化硅 (SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導體越來越受到大家的關注,其中碳化硅半導體已經開始在多個工業領域得到了廣泛應用,國內外廠家也都紛紛投入到碳化硅的研發和生產之中,以碳化硅為主要代表的第三代半導體的春天已然來臨。


    縱觀半導體產業的發展,在上世紀六七十年代,國內的半導體技術也曾有過“輝煌的昨天”。1956年國家提出“向科學進軍”,制訂了發展各門尖端科學的“十二年科學技術發展遠景規劃”,與此同時根據國外發展電子器件的進程相應地提出了中國半導體科學的發展方向,將此類技術列為國家四大緊急措施之一,從原材料開始,自力更生研究半導體器件。


    1957年,北京電子管廠就拉出了鍺單晶,1962年天津一家企業拉制出國內首顆砷化鎵單晶。1965年,國內第一塊集成電路在北京問世。彼時,中國電子工業、半導體工業僅次于美國,并領先日、韓等國。但80年代末,刮起了“造不如買”的輿論風潮,數十年建立起來的半導體產業體系迎來了悲慘的命運。


    六十多年后的今天,特別是改革開放以后,半導體行業已經從第一代的硅材料、鍺材料發展到第二代的砷化鎵、磷化銦,再到第三代的碳化硅和氮化鎵等,逐漸豐富和完善。但是也要看到,從技術含量方面來講,現階段我國和世界先進水平的差距仍然較大,在一些關鍵高端領域仍有不少路要走。在進口產品的沖擊下,國內半導體材料企業的發展也難以為繼。國際的半導體技術不斷迭代之時,國產半導體材料逐漸落后于國際同行。落后變成了受制于人,尤其是中美貿易戰之后的中興、華為、中芯國際等事件無一不顯示在半導體領域實現國產自主可控是多么迫切的需求。


    有數據顯示,在寬帶通訊、太陽能、汽車制造、半導體照明、智能電網等眾多戰略行業,使用第三代半導體功率器件可以降低50%以上的能量損失,并且可以使裝備體積減小75%以上。第三代半導體技術及產業的發展關乎到國計民生和國家安全。因此,第三代半導體的產業高地,中國必爭無疑,在新的環境和形式下更要把握住機遇,迎接挑戰。


    作者:今日碳化硅

    來源:知乎


    上一條: 上干貨|一文讀懂半導體產業鏈
    下一條:超越美國圍堵 中國第三代半導體換道超車

    返回列表

    您感興趣的新聞