安谱隆半导体 被国家写进“十四五”的第三代半导体到底是什么

安谱隆半导体 被国家写进“十四五”的第三代半导体到底是什么


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图片来源:照片库
公元2020年9月4日,一则“中国将大力发展第三代半导体产业纳入‘十四五’规划”的消息引爆市场,导致第三代半导体概念股冲高跌停。场面壮观。
在汹涌与反击之间,“第三代半导体”成为疯狂刷屏的明星词,人们惊呼下一个窗口来了。
无独有偶,华为消费者业务CEO余承东也在8月7日接受采访时表示:现在我们正从第二代半导体进入第三代半导体时代,希望引领新时代。华为正在投资终端的许多设备。华为还推动了包括射频等一批中国企业和公司的成长,这些企业和公司已经跨越式地进入高端制造业。
什么是第三代半导体?你为什么突然被解雇了?在中国芯片产业被美国强力打压的情况下,第三代半导体起到了什么作用?
1.什么是第三代半导体?
当你看到第三代半导体,你一定会好奇第一代和第二代是什么。这里“代际”是按照半导体制造材料来划分的。
芯片制造的第一步是从沙子中提取高纯硅。
硅是最早制造半导体的材料之一,也是第一代半导体。
以下是第三代半导体的主要材料:
第一代半导体:硅和锗;
第二代半导体:砷化镓和磷化铟;
第三代半导体:氮化镓和碳化硅。
半导体材料已经发展到第三代,因为氮化镓和碳化硅比前两代有优势,将被重复使用。那么它有什么优势呢?
IT之家搜索了这些信息,发现答案是这样的:
更宽的带隙、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和率、更高的抗辐射能力...
简单来说,可以分为以下几点:
耐高温;
耐高压;
耐大电流;
高功率;
工作频率高;
低功耗、低发热;
抗辐射能力强。
功率和频率方面,第一代半导体材料的代表硅的功率约为100Wz,但频率只有3 GHz左右;第二代的代表是砷化镓,功率不到100瓦,但频率可以达到100千兆赫。因此,前两代半导体材料的互补性更强。
而第三代半导体的代表氮化镓和碳化硅,可以有1000瓦以上的功率和接近100GHz的频率,优势明显,未来有可能取代前两代的半导体材料。
第三代半导体的这些优势很大程度上源于一点:它们比前两种半导体具有更大的带隙。甚至可以说,三代半导体的主要区别指标是带隙宽度。
因为这些优势,第三点是半导体材料能够满足现代电子科学技术对高温、高压、大功率、高频、高辐射等恶劣环境的要求,因此可以用于航空空等前沿产业、航空航天、光伏、汽车制造、通信、智能电网等。目前主要制造功率半导体器件。
碳化硅的热导率高于氮化镓,单晶生长的成本低于氮化镓。因此,目前碳化硅主要用于第三代半导体芯片的衬底,或者在高电压、高可靠性领域进行外延,而氮化镓主要在高频领域进行外延。
例如,最近流行的氮化镓充电器利用氮化镓的高频特性,使充电器的内部元件变小,从而实现高功率和小尺寸。
氮化镓因其具有宽禁带、高击穿电场、化学性质稳定、抗辐射能力强等优点,常被用于制造高温、高频、大功率微波器件。
比如军事电子中的军事通信、电子干扰、雷达等领域,以及通信基站中的射频元器件、功率器件等方面,都可以大大降低基站的质量和体积。
碳化硅是极端功率器件的理想材料。
例如,它在制造新能源汽车充电系统中的主驱动逆变器、DC/DC转换器、车载充电器和充电桩方面有重要应用,未来将大面积取代硅。此外,碳化硅还广泛应用于光伏、风电、高速列车等领域。

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