半導(dǎo)體材料有哪些?
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- 發(fā)布時間:2021-12-07 13:59
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【概要描述】 雖然這些半導(dǎo)體材料被認(rèn)為劃分到為第一代、第二代,聽起來也像是迭代的產(chǎn)品,但其實這些第一代、第二代、第三代半導(dǎo)體材料并不是替代關(guān)系,它們的特性不同,應(yīng)用的場景也不一樣,一二三代只是行業(yè)一種區(qū)分標(biāo)識,只是根據(jù)材料進(jìn)行了劃分,有些場景化甚至?xí)瑫r應(yīng)用在一起。
半導(dǎo)體材料有哪些?
【概要描述】 雖然這些半導(dǎo)體材料被認(rèn)為劃分到為第一代、第二代,聽起來也像是迭代的產(chǎn)品,但其實這些第一代、第二代、第三代半導(dǎo)體材料并不是替代關(guān)系,它們的特性不同,應(yīng)用的場景也不一樣,一二三代只是行業(yè)一種區(qū)分標(biāo)識,只是根據(jù)材料進(jìn)行了劃分,有些場景化甚至?xí)瑫r應(yīng)用在一起。
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第一代半導(dǎo)體:
業(yè)界將半導(dǎo)體材料進(jìn)行過分類,前面提到的硅(Si)和鍺(Ge)是第一代半導(dǎo)體材料。
硅(Si):前面提到的硅(Si)是目前應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料,集成電路基本都是由硅(Si)制造。硅(Si)被大家廣為熟知是因為它是CPU的材料,英特爾和AMD的處理器都是基于硅(Si)所打造的,當(dāng)然除了CPU,GPU芯、存儲閃存也都是硅(Si)的天下。
鍺(Ge):鍺(Ge)是早期晶體管的材料,可以說正是硅(Si)出現(xiàn)之后鍺(Ge)才走向了沒落,不過也只是鍺(Ge)并沒有被硅(Si)完全取代,作為重要的半導(dǎo)體材料之一,鍺(Ge)依舊活躍在一些光纖、太陽能電池等通道領(lǐng)域。
第一代半導(dǎo)體材料的不管是技術(shù)開發(fā)還是還是成本把握都最為成熟,所以即使后面的第二、第三代半導(dǎo)體材料在某些特性表現(xiàn)方面完全超越了硅(Si),卻也沒有辦法商用取代硅(Si)的價值,無法帶來硅(Si)這樣的高收益才是關(guān)鍵。
第二代半導(dǎo)體:
第二代半導(dǎo)體材料與第一代半導(dǎo)體有本質(zhì)的不同,第一代半導(dǎo)體的硅(Si)和鍺(Ge)屬于單質(zhì)半導(dǎo)體,也就是由單一物質(zhì)構(gòu)成。而第二代屬于化合物半導(dǎo)體材料,由兩種或兩種以上元素合成而來,并且擁有半導(dǎo)體特性,第二代半導(dǎo)體常見的是砷化鎵(GaAs)和磷化銦 (InP)。
砷化鎵(GaAs):砷化鎵(GaAs)是第二代半導(dǎo)體材料的標(biāo)志性產(chǎn)物之一,我們經(jīng)常聽說的的LED發(fā)光二極管,就有砷化鎵(GaAs)參與。
磷化銦 (InP):磷化銦 (InP)由金屬銦和赤磷在石英管中加熱反應(yīng)制作,特點是耐高溫、高頻率和高速率,因此在通訊行業(yè)被廣泛應(yīng)用,用于制作通信器件。
第二代半導(dǎo)體可以說是4G時代的基盤,很多4G設(shè)備使用的材料都是基于第二代半導(dǎo)體材料打造。
第三代半導(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)的特性有耐高溫、耐高壓,非常適合是做功率器件開關(guān),如很多主板上高端MOSFET就是由碳化硅(SiC)制作的。
氮化鎵(GaN):氮化鎵(GaN)碳化硅(SiC)一樣都是高禁帶寬度半導(dǎo)體,特性是能耗低、適合高頻率,適合打造5G基站,唯一的缺點就是技術(shù)成本過高,很難在商用領(lǐng)域看到。
目前國內(nèi)比較流行推廣第三代半導(dǎo)體的發(fā)展,原因是國內(nèi)外起點差距小,還有競爭的機會。
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