盡管硅(Si)目前在集成電路芯片制造方面是不可替代的,但是經(jīng)過這么多年的發(fā)展,每一種成熟的半導(dǎo)體材料本身都能帶動一個行業(yè)的發(fā)展,那么現(xiàn)在行業(yè)中有哪些半導(dǎo)體材料呢?
半導(dǎo)體設(shè)備耗材
一代半導(dǎo)體:
業(yè)界對半導(dǎo)體材料進行了分類,前面提到的硅(Si)和鍺(Ge)是一代半導(dǎo)體材料。
硅(Si):上述硅(Si)是目前應(yīng)用Z廣泛的半導(dǎo)體材料,集成電路基本上由硅(Si)制成。硅(Si)之所以廣為人知,是因為它是CPU的材料,英特爾和AMD的處理器都是基于硅(Si)制造的。當(dāng)然,除了CPU,GPU芯和存儲閃存也是硅(Si)的世界。
鍺(Ge):鍺(Ge)是初始晶體管的材料。硅(Si)出現(xiàn)后,鍺可以說是沒落的,但鍺沒有被硅(Si)完全取代。鍺作為重要的半導(dǎo)體材料之一,仍活躍在光纖、太陽能電池等通道領(lǐng)域。
無論是技術(shù)開發(fā)還是成本把握,一代半導(dǎo)體材料都是Z成熟的,因此,即使第二代和第三代半導(dǎo)體材料在某些特性表現(xiàn)上完全超過了硅(Si),也無法商業(yè)化地取代硅(Si)的價值,無法帶來硅(Si)等高收益才是關(guān)鍵。
第二代半導(dǎo)體:
第二代半導(dǎo)體材料與一代半導(dǎo)體有本質(zhì)區(qū)別。一代半導(dǎo)體硅(Si)和鍺(Ge)屬于單一半導(dǎo)體,即由單一物質(zhì)組成。第二代是化合物半導(dǎo)體材料,由兩種或兩種以上元素合成,具有半導(dǎo)體特性。第二代半導(dǎo)體通常是砷化鎵和磷化銦。
砷化鎵(GaAs):砷化鎵(GaAs)是第二代半導(dǎo)體材料的象征性產(chǎn)物之一,常砷化鎵。
砷化鎵(GaAs)
磷(InP):磷(InP)InP由金屬銦和赤磷在應(yīng)時管中加熱反應(yīng)而成,具有耐高溫、高頻率、高速率的特點,廣泛應(yīng)用于通信行業(yè),制造通信設(shè)備。
二代半導(dǎo)體可以說是4G時代的基礎(chǔ),許多4G設(shè)備所用的材料都是基于二代半導(dǎo)體。
三代半導(dǎo)體:
第三代半導(dǎo)體同樣屬于化合物半導(dǎo)體材料,特點是高禁帶寬度、高功率和高頻以及高電壓等,代表產(chǎn)品是,碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)。
碳化硅(SiC):碳化硅(SiC)具有耐高溫、耐高壓的特點,非常適合制作設(shè)備開關(guān)。例如,許多主板上的高端MOSFET由碳化硅制成。
MOSFET
氮化鎵(GaN):氮化鎵(GaN)碳化硅(SiC)也是禁帶寬度高的半導(dǎo)體,具有能耗低、頻率高、建設(shè)5G基站的特點。主要的缺點是技術(shù)成本高,在商業(yè)領(lǐng)域很難看到。
目前國內(nèi)流行推廣第三代半導(dǎo)體的發(fā)展,是因為國內(nèi)外起點差距小,有競爭機會。
注意事項:
雖然這些半導(dǎo)體材料被認(rèn)為分為一代和第二代,聽起來像迭代產(chǎn)品,但事實上,這些一代、第二代和第三代半導(dǎo)體材料并不是替代品。他們具有不同的特點和不同的應(yīng)用場景。第二代和第三代只是行業(yè)的分標(biāo)志,只是根據(jù)材料進行劃分,有些場景甚至?xí)瑫r應(yīng)用。
