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  • 半导体行业的袋式前置过滤器

    半导体行业的袋式前置过滤器

    前置过滤器是对全屋2用水的第一道粗过滤设备,可以过滤自来水中的泥沙、铁锈、虫卵等大颗粒物质。前置过滤器一般安装在管道的前端,所以以“前置”二字命名。而袋式过滤器是一种结构新颖、体积小、操作简便灵活、节能、高效、密闭工作、适用性强的多用途过滤设备。 电子半导体行业袋式前置过滤器产品简介 袋式过滤器的结构很简单,能承受极高的过滤压力和水锤式的压力冲击。由滤筒,过滤网,过滤袋三部分组成,结构紧凑:要过滤的液体经过滤器的进口进入,流进过滤袋,经过滤袋的拦截后,由过滤器的出口流出。袋式过滤器的进出口设计一般采用侧边进底边出方式,方便清洗。 电子半导体行业袋式前置过滤器工作原理 使用袋滤器过滤液体时,液体从过滤容器侧面或者下面进液口进入,由被网篮支撑的滤袋上方冲入滤袋中,滤袋因液体的冲击和均匀的压力面展开,使得液体物料在整个过滤袋内表面得到均匀分布,透过滤袋的液体沿着金属支承网篮壁,由过滤器底部出液口排出。滤出颗粒杂质被截留在过滤袋内,完成过滤过程。 为了保持过滤器高效畅通和过滤精度以及确保下游液体不被污染,运行一段时间后应停机,打开滤器端盖,把截留物和滤袋一起取出,更换新的滤袋,更换周期视实际情况而定。 电子半导体行业袋式前置过滤器技术参数: 过滤面积:0.13~5.52㎡ 流量:12T-360T 打开方式:卡箍 法兰 壳体材质:不锈钢 注:法兰规格可以根据用户要求现配。 包装:木箱包装 电子半导体行业袋式前置过滤器特点: 袋式过滤处理量大、体积小,容污量大。 基于袋式过滤系统的工作原理和结构,更换滤袋时方便快捷,而且过滤机免清洗,省工省时。 过滤器滤袋清洗后可反复使用、节约成本。 袋式过滤应用范围广,使用灵活,安装方式多样。 滤袋侧漏机率小,有力地保证了过滤品质。 袋式过滤可承载更大的工作压力,压损小,运行费用低,节能效果明显。 滤袋过滤精度不断提高,已达到0.5μm。 电子半导体行业袋式前置过滤器主要用液晶显示、光刻机、光盘、铜箔、集成电路及其他微电子及电子产品制造过程的各种化学品及处理、电镀液、工艺气体纯化和净化间气体过滤、半导体、仪表、显像管等生产厂的纯水制备、洗涤水的过滤。

    时间:2020-05-27 关键词: 半导体 过滤 袋式

  • 国内芯片研发生产的出路到底在哪?

    国内芯片研发生产的出路到底在哪?

    自从美国对华为制裁升级后,半导体行业对华为与中芯国际的关注空前高涨。中芯国际,45nm以上工艺成熟,14nm量产良好,12nm试产,华为麒麟芯片需要的7nm工艺研发多时,但是进展较缓慢。 自美方发布新的出口管制以来,已经证实或未经证实的市场消息、权威发布的或坊间流传的业界人士分析源源不断,先有"华为紧急追加7亿美元订单、台积电欲先供给华为",后有"中芯国际获国家210亿元注资",无论是好消息还是坏消息,都透露出一个明确的趋势:中国芯片产业或将迎来巨变。 互联网时代,信息科技产业无疑是各经济大国发展的核心,而半导体芯片作为信息产业的基石,掌握自主生产高端芯片的技术不仅可以推进信息科技行业快速发展,还可以保障国家信息安全。除此之外,芯片还与人民生产生活的关键行业息息相关,如医疗、通信、汽车等。但目前为止,高端芯片的生产技术牢牢地掌握在部分一线半导体设备生产制造公司手中,如台积电、三星、高通。 我国作为科技大国,掌握着世界尖端的5G技术,为何在半导体芯片领域呈现弱势?国内芯片研发生产的出路到底在哪? 1、中芯国际的20年,是我国半导体芯片快速发展的20年 中芯国际作为我国半导体芯片生产的领头羊,它的发展历程跟我国半导体芯片的发展有着一定的相似度。我国在半导体芯片领域起步较晚,在2000年之前,国家芯片制造主要由国家投资建厂,采用国有体制,研发人才与资金都来自于国家,与当时半导体芯片生产起步较早的美国、德国、荷兰形成落差。 直到2000年,中芯国际落户内地,带来了400多名来自美国、欧洲、韩国的半导体芯片领域优秀人才,这一行为为中国芯片生产带来了国际人才与资金。趁着大陆出台的鼓励集成电路行业发展的"18号文件"这股东风,中芯国际建成了半导体制造厂。但随之而来的是另一个难题——西方国家对我国设备采购的限制。 在严峻的技术封锁中,当时中芯国际的创始人张汝京通过各方面的人脉资源,取得了从美国进口半导体设备的出口许可证,迅速建成了晶圆厂。2000年建立厂房、2001年试投产、2004年挂牌上市,中芯国际突破欧美国家的技术封锁,成为了国际第四大芯片制造厂,同时也在中国半导体芯片生产领域引领了一股新风。 2、购买光刻机未果,中芯国际7nm的研发出路在何处? 起步时间慢、缺乏核心技术是中国半导体芯片生产的两大硬伤,这导致我国在很长一段时间里,半导体产业链都需靠进口产品来弥补。解决这两大硬伤的方法有两个,一是学习先进技术、二是自主研发。 由于7nm芯片的生产过于精密,只有依靠光刻机(EUV)才能实现量产与商用普及,但光刻机的研发难度十分之大,世界尖端光刻机的生产技术掌握在由欧美财团控股的荷兰ASML公司手中。中芯国际曾向ASML购买一台可生产7nm芯片的光刻机,但受多方面因素影响,ASML至今未发货。 自主研发的核心在于资金和人才。此前,据中芯国际官方消息称,中芯国际已获得国家集成电路基金会第二期注资210亿元,如此大额度的国家资金投入使得中芯国际免除了研发的后顾之忧。除此之外,据华为方发布的消息称,华为已派遣工程师入驻中芯国际,共同攻克7nm芯片的研发。华为在研发方面的投入以及专业程度有目共睹,相信华为与中芯国际的强强联手必定不让人失望。 美国一直掌握着半导体产业的核心技术,对中国半导体企业进行技术封锁。纵观中芯国际的发展,在重重困境中一步步走到今天,实属不易。虽然中芯国际的工艺实力较世界顶尖水平还有差距,但是依旧给业界创造不少奇迹。面对西方封锁,我们从不畏惧,一次次创造奇迹,相信这次也一定如往。

    时间:2020-05-27 关键词: 半导体 中芯国际 芯片

  • CPU造假?

    CPU造假?

    从事电子数字的人都了解,无论多么强大的技术产品,华强北都可以1:1复刻。那么有网友疑问:组装电脑买的CPU会不会是假的?当然是不会啦,假CPU这个概念基本上是不存在的。 一、散片CPU! 说到“造假”,就不得不提“散片CPU”这个名词了,也是不知道什么时候开始,处理器盒装和散装的区别,一不小心就变成了“真假之分”。 很多不太清楚电脑知识的朋友们,都误以为散片CPU是假CPU,是小作坊生产出来的。 其实,如果你去市场购买处理器的时候,比如Intel平台的CPU,一般会分为盒装和散装。而AMD处理器好一点,大多都是盒装。 这里面,“散装”就是指“单独”一个的CPU芯片,不包括对应的配件,也就是没有外包装,没有散热,而且质保一般只有一年。 相反,盒装的处理器,就是指有盒子包装的CPU。一般CPU出厂的时候有散热的话,那么盒子里就配有散热,质保大多为三年。 但是,不管是哪一种CPU,都是由Intel工厂生产出来的,没有性能上的差异,更没有质量和性能上的差异。 两者唯一的区别,也就是销售对象不一样而已。散装的CPU,大多是Intel批量卖给OEM厂商使用。而盒装,则是零售卖给我们这种普通消费者的。 有一些人,通过一些渠道从OEM厂商得到批量散装的CPU,转手卖到普通消费者手上,也就是大家口中所说的散片CPU了。 所以说,假CPU这个概念,才是假的! 二、CPU不可能造假的原因! 解释完散片CPU的问题之后,我们继续讲讲为什么CPU不可能造假。其实,最大的“证人”就是“CPU的制作过程”! CPU是一个半导体材料,需要使用大量的硅元素。而提炼纯净的硅元素,已经是一件难搞的事情了。更不用说提炼完毕之后,还需要制作成单晶硅锭,切片,打磨出硅圆片,这个过程长的呀~ 所以,那些半导体IC厂商也是直接采购已经做好的硅圆片进行后续生产的。 之后,就是在硅圆片上制作带有电路的芯片了,其中包括:扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、抛光、金属化这七大生产步骤。经过漫长的工艺,这个数以十亿的晶体管就在一个小小的半导体芯片里面诞生了。 最后,就是测试封装,正式装箱零售,我们终于看见CPU了! 芯片的生产过程漫长又复杂,即使你有一个设备,也不一定能生产出CPU,而我们半导体事业的发展可谓之步履维艰。如果你看到“假”的CPU,那只是用软件变旧CPU的数据。CPU是非常复杂的半导体,一个小小的芯片里面藏着数十亿的晶体管,造假的代价是巨大的。

    时间:2020-05-27 关键词: 半导体 CPU

  • 半导体激光器现状及工作原理

    半导体激光器现状及工作原理

    近年来,中国激光产业获得了飞速的发展。半导体激光器又称激光二极管,采用半导体材料作为工作物质而受激发射光子的一类激光器。 半导体激光器应用日趋广泛 早在20世纪80年代的时候,半导体激光器还只是应用在光存储和一些小众应用。当时,光存储是半导体激光器行业的第一个大型应用。随着半导体激光器技术不断创新,推动了注入数字多功能光盘(DVD)和蓝光光盘(BD)等光存储技术的发展。到20世纪80年代,光网络成为了半导体激光器的主战场。再后来,半导体激光器又成为通信网络的关键加工制造设备。 由于半导体激光器具有制造简单、易量产、成本低、波长覆盖范围广、体积小、寿命长、能耗低、电光转换效率高等优点,在CD激光唱片机、光纤通信、光存储器、激光打印机等获得广泛应用,逐渐覆盖了各个光电子学领域的实用市场。随着半导体激光器输出功率逐步提高及输出特性不断改善,其在工业加工领域也逐步开始发挥作用。除了直接参与工业加工外,半导体激光器更多应用于光纤激光器和固体激光器的泵浦源,与工业激光市场共同发展,并随着光纤激光器的爆发而迎来新的增长点。 半导体的工作原理 半导体激光器通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时便产生受激发射作用。 半导体激光器的激励方式主要有三种: 1、电注入式; 电注入式半导体激光器一般是由GaAS(砷化镓)、InAS(砷化铟)、Insb(锑化铟)等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射。 2、电子束激励式; 电子束激励式半导体激光器一般用N型或者P型半导体单晶(PbS、CdS、ZhO等)作为工作物质,通过由外部注入高能电子束进行激励。 3、光泵浦激励式; 光泵浦激励式半导体激光器一般用N型或P型半导体单晶(GaAS、InAs、InSb等)作为工作物质,以其它激光器发出的激光作光泵激励。 随着性能和成本的提高,半导体激光器在各种工艺中越爱越多地取代了传统的气体激光器,成为广泛应用中普遍使用的工具。

    时间:2020-05-27 关键词: 激光 光存储 半导体激光

  • 小芯片时代

    小芯片时代

    我们平常生活中的汽车电子、电子商务、个人电脑、手机制造和更新都离不开其内部芯片,10nm、7nm、5nm……随着芯片制程节点越来越先进,研发生产成本持续走高,像搭乐高积木一样的小芯片(Chiplet)正成为AMD、英特尔、台积电、Marvell、Cadence等芯片巨头为摩尔定律续命的共同选择之一。 以前芯片由多个IP核心集成后统一封装成单片芯片,而小芯片方法可将来自不同公司设计和封装的小芯片组合在一起,从而构建更为高效和经济的芯片系统。 这种新型设计方法不仅能大大简化芯片设计复杂度,还能有效降低设计和生产成本。 知名市场研究机构Omdia预测,小芯片将在2024年全球市场规模扩大到58亿美元,较2018年的6.45亿美元增长9倍。而长远来看,2035年小芯片市场规模有望增至570亿美元。 一、续命摩尔定律!小芯片时代来了 55年前,被推崇为芯片界“圣经”的摩尔定律预言:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数量每隔18-24个月会增加一倍,性能也随之提升一倍。 当年摩尔定律的出现设定了极为关键的技术发展节奏基准,催化了科技市场欣欣向荣,为整个IT行业带来了难以估量的经济价值。 使用先进节点的好处很多,晶体管密度更大、占用空间更少、性能更高、功率更低,但挑战也越来越难以克服。 极小尺寸下,芯片物理瓶颈越来越难以克服。尤其在近几年,先进节点走向10nm、7nm、5nm,问题就不再只是物理障碍了,节点越进化,微缩成本越高,能扛住经济负担的设计公司越来越少。 根据公开报道,28nm节点设计成本约为5000万美元,而到5nm节点,设计总成本已经飙高到逾5亿美元,相当于逾35亿人民币。 而守住摩尔定律,关乎利润最大化,如果研发和生产成本降不下来,那么对于芯片巨头和初创公司来说都将是糟糕的经济负担。 幸运的是,每当摩尔定律被唱衰将走到尽头,总会激发出科学家和工程师们创新构想,提出力挽狂澜的突破性技术,将看似走向终结的摩尔定律一再推向远方。 基于小芯片的模块化设计,正是其中解决成本问题的一个极为关键的构想。 二、小芯片的三大价值:开发快、成本低、功能多 当前芯片设计模式常从不同IP供应商购买软核IP或硬核IP,再结合自研模块集合成一个片上系统(SoC),然后以某个制造工艺节点生产出芯片。 而小芯片通过先进封装技术,能将多种不同架构、不同工艺节点、甚至来自不同代工厂的专用硅块或IP块集成在一起,可以跳过流片,快速定制出一个能满足多种功能需求的超级芯片产品。 相比单片芯片,小芯片带来的好处是多重的。 首先,小芯片开发速度更快。 在服务器等计算系统中,电源和性能由CPU核心和缓存支配。通过将内存与I/O接口组合到一个单片I/O芯片上,可减少内存与I/O间的瓶颈延迟,进而帮助提高性能。 其次,小芯片的研发成本更低。 因为小芯片是由不同的芯片模块组合而成,设计者可在特定设计部分选用最先进的技术,在其他部分选用更成熟、廉价的技术,从而节省整体成本。 例如,AMD第二代EPYC服务器处理器Ryzen采用小芯片设计,将更先进的台积电7nm工艺制造的CPU模块与更成熟的格罗方德12/14nm工艺制造的I/O模块组合,7nm可满足高算力的需求,12/14nm则降低了制造成本。 这带来的好处是,7nm制程部分的芯片面积大幅缩减,而采用更成熟制程的I/O模块有助于整体良率的提升,进一步降低晶圆代工成本。综合来看,CPU核心越多,小芯片组合的成本优势越明显。 最后,小芯片能灵活满足不同功能需求。 一方面,小芯片方案具备良好的可扩展性。例如构建了一个基本die后,可能只用一个die可应用于笔记本电脑,两个可应用于台式机,四个可应用于服务器。 另一方面,小芯片可以充当异构处理器,将GPU、安全引擎、AI加速器、物联网控制器等不同处理元素按任意数量组合在一起,为各类应用需求提供更丰富的加速选择。 随着小芯片的优势逐渐显露,它正被微处理器、SoC、GPU和可编程逻辑设备(PLD)等更先进和高度集成的半导体设备采用。 根据研究机构Omida统计,微处理器是小芯片最大的细分市场,支持小芯片的微处理器市场份额预计从2018年的4.52亿美元增长到2024年的24亿美元。 同时,计算领域将成为小芯片的主要应用市场,今年有望占据小芯片总收入的96%。 三、六年跋涉,从各自为营到走向标准化 芯片巨头们对风向的变化尤为警觉,没有谁想从神坛上跌落。在守着最先进设计和制造技术的同时,他们必须为自己提前探好新的可行之径。 也正因为如此,英特尔、AMD等芯片领军企业不仅成为最早的小芯片采用者和倡导者,也是推动小芯片标准化工作的核心贡献者。 早在2014年,华为海思与台积电曾合作秀出一款采用台积电CoWoS技术的网络芯片,将16nm 32核Arm Cortex-A57与28nm逻辑和I/O芯片组合在一起,在相同功耗下速度较28nm HPM提升40%。 2016年,Marvell和Kandou Bus宣布一项协议,Marvell采用了Kandou Glasswing IP作为芯片到芯片的接口,将多个芯片相连接。 美国国防部高级研究计划局(DAPRA)则在2017年8月启动“通用异构集成及IP复用策略(CHIPS)”项目,这是DAPRA总投资15亿美元的“电子复兴计划(ERI)”中的一部分,意在促成一个兼容、模块化、可重复利用的小芯片生态系统。 这些小芯片能将各种类型的第三方芯片像堆积木一样快速混搭成一个系统,实现数据存储、信号处理、数据处理等丰富的功能,还能将电路板整体尺寸缩小到常规芯片大小,从而提高能效。 理想状态下,借助小芯片方法,芯片设计公司只需专注于自己擅长的IP,而不必担心其余IP,既有助于提升核心创新能力,又经由多种IP设计分摊了研发成本。 DAPRA向英特尔、美康、Cadence、思诺思科技等芯片企业以及一些大型军工企业、高校科研团队伸出橄榄枝,邀请他们作为项目的主承包方。 作为CHIPS项目的核心成员之一,英特尔推出高级接口总线(AIB),作为chiplet架构的免版税die-to-die接口标准。 例如,英特尔的Stratix 10、Agilex FPGA均使用相同的AIB接口来集成多种不同的小芯片。在CHIPS项目的支持下,许多不同企业及高校正在用AIB打造小芯片系统。 英特尔也是开放计算项目开放特定域架构 (OCP ODSA)基金会的成员,该基金会正在促进标准和技术的发展,以帮助实现高级封装策略。 英特尔将其服务器处理器、FPGA、PC芯片等作为小芯片技术的商业试炼场,AMD亦将小芯片用在了服务器和客户端CPU中。 2017年,AMD在其Zen 2架构中用小芯片来开发Epyc服务器处理器Naples,随后又在次年推出的企业级EPYC处理器Rome中支持8个小芯片,最多支持64个核心。 具体打造小芯片系统的过程,可就不像搭乐高积木那么简单了。 如何选择不同小芯片的设计方案、怎样实现小芯片间的连接等一系列权衡均会影响最终的处理速度、功耗和成本。 其中,为了达到接近或媲美单片芯片的性能需求,承担着“拼接”、“组装”功能的先进封装和互连技术尤为重要。 高带宽互连技术则在小芯片之间搭建了一条条“高速公路”,而2.5D、3D先进封装技术能大幅缩减芯片尺寸,提供更优化的复杂芯片集成方案。 这些技术的持续演进,正为小芯片的兴起提供关键的技术支柱。小芯片并非完美的,如今在小芯片探索的道路上,流量拥堵、散热、电源管理、测试等问题均是系统架构设计仍待克服的主要挑战。

    时间:2020-05-27 关键词: 芯片系统 小芯片

  • 声卡,多媒体电脑的核心之一

    声卡,多媒体电脑的核心之一

    声卡是一台多媒体电脑的主要设备之一,分为板载声卡和独立声卡。声卡是多媒体技术中最基本的组成部分,是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡可以把话筒、磁带、光盘的原始声音加以转换,输出到耳机、扬声器、扩音器、录音机等声响设备。而板载音效是主板所整合的声卡芯片型号或类型。 随着主板整合程度的提高以及CPU性能的日益强大,同时主板厂商降低用户采购成本的考虑,板载声卡出现在越来越多的主板中,目前板载声卡几乎成为主板的标准配置了,没有板载声卡的主板反而比较少了。 板载ALC650声卡芯片板载声卡一般有软声卡和硬声卡之分。这里的软硬之分,指的是板载声卡是否具有声卡主处理芯片之分,一般软声卡没有主处理芯片,只有一个解码芯片,通过CPU的运算来代替声卡主处理芯片的作用。而板载硬声卡带有主处理芯片,很多音效处理工作就不再需要CPU参与了。 板载声卡优缺点 因为板载软声卡没有声卡主处理芯片,在处理音频数据的时候会占用部分CPU资源,在CPU主频不太高的情况下会略微影响到系统性能。目前CPU主频早已用GHz来进行计算,而音频数据处理量却增加的并不多,相对于以前的CPU而言,CPU资源占用率已经大大降低,对系统性能的影响也微乎其微了,几乎可以忽略。 “音质”问题也是板载软声卡的一大弊病,比较突出的就是信噪比较低,其实这个问题并不是因为板载软声卡对音频处理有缺陷造成的,主要是因为主板制造厂商设计板载声卡时的布线不合理,以及用料做工等方面,过于节约成本造成的。 而作为集成在主板上的板载声卡,随着主板集成度的逐步提高,以及集成声卡芯片技术的提高,集成声卡已成为电脑发展潮流。

    时间:2020-05-25 关键词: 集成 声卡 板载

  • 氮化镓快充充电器

    氮化镓快充充电器

    氮化镓,是一种直接能隙的半导体,号称第三代半导体核心材料。而氮化镓能比硅承受更高的电压,拥有更好的导电能力。而氮化镓快充在2020年将迎来快速的发展,尤其是各大品牌手机厂商陆续入局,氮化镓充电器开始引发行业高度关注。 据充电头网观察,氮化镓快充市场从概念走向量产民用化,仅用了不到两年时间。而在氮化镓快充的普及过程中,要说“第一个吃螃蟹的人”,当属RAVPOWER。作为一家颇具实力的知名跨境电商品牌,RAVPOWER涉足氮化镓快充至少领先同行半年,成为氮化镓快充行业的先行者。到目前为止,RAVPOWER旗下的氮化镓快充已多达四款,形成了强大的氮化镓快充家族整容。 同时充电头网也了解到,RAVPOWER在氮化镓快充上取得长足发展,离不开氮化镓芯片原厂纳微半导体的支持。据拆解资料显示,RAVPOWER旗下的四款氮化镓快充中,有三款产品均基于纳微半导体的高性能GaNFast氮化镓芯片开发,包括当时领先业界的45W氮化镓快充充电器;纳微半导体也为此投入了不少的人力和资源。 一、RAVPOWER联合纳微半导体开发氮化镓快充家族 充电头网通过拆解了解到,截止目前RAVPOWER已经联合纳微半导体推出了三款氮化镓快充产品,分别为RAVPOWER 45W氮化镓快充、RAVPOWER 61W氮化镓快充以及RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充。 1、RAVPOWER 45W氮化镓快充充电器 RAVPOWER 45W氮化镓快充充电器可以算得上是最早一批上架销售的氮化镓快充产品,也是氮化镓快充产品从概念走向量产的开端。这款充电器采用折叠插脚设计,体积小巧、轻薄,携带方便,输出支持最大45W的输出功率,并且具有5V、9V、12V、15V、20V五档USB PD输出,可支持手机、平板、笔电等数码设备快充。 通过充电头网的拆解,我们发现这款充电器里面的用料也是满满的黑科技,整体采用ACF拓扑架构,初级侧采用了两颗纳微半导体的NV6115GaNFast功率器件,搭配TI高频控制器UCC28780,实现高频开关,次级则选用MPS同步整流芯片搭配英飞凌MOS实现同步整流,最后通过伟诠协议芯片WT6615F实现输出控制。 RAVPOWER 45W氮化镓快充充电器内部核心功率器件——Navitas纳微NV6115。 2、RAVPOWER 61W氮化镓快充充电器 RAVPOWER61W氮化镓快充充电器给人最深的感受便是体积非常小巧,几乎只有苹果61W快充充电器体积的二分之一大小。性能方面,这款充电器除了支持PD快充之外,还支持APPLE2.4A、DCP协议以及QC 2.0、QC 3.0快充协议,可兼容笔记本电脑、手机、移动电源等设备快充。 用料方面,这款充电器使用的核心功率器件为纳微NV6115芯片,AC-DC部分分别采用安森美和德州仪器的控制器,初级侧由NCP1342控制纳微氮化镓芯片,次级侧由UCC24612控制恒泰柯同步整流MOS,最后通过伟诠WT6636F进行协议识别智能输出最佳充电功率。设计上,这款充电器内部设计布局合理,元器件焊接整齐紧凑,主要发热芯片打胶和配备散热片帮助导热,PCB板正背面也配有大块散热片来均匀散热。 RAVPOWER 61W氮化镓快充充电器内部核心功率器件——Navitas纳微NV6115。 3、RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器 RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器呈方正圆角造型,配上可折叠插脚,使其非常节省空间,携带很方便。充电器的两个接口均支持QC2.0/3.0、AFC、FCP多个快充协议,C口还具备5/3A、9/3A、12/3A、15V/3A、20V/3.25A五组电压档位。双口最大输出分别为18W和65W,并支持智能降功率功能,两台设备充电时均能实现快充。 充电头网通过拆解发现,这款充电器输入输出端均设有小PCB板,充分利用内部空间减小产品体积,变压器和电容等打胶固定,电感包裹绝缘胶带,初级次级之间有绝缘板隔离,输出使用固态电容滤波。内部设计布局合理,元器件焊接整齐紧凑,整体做工为业界主流水准。 充电器整体采用开关电源+二次降压的架构,开关电源部分初级侧以纳微半导体NV6115为核心,并由安森美高频控制器控制,次级由MP6908A搭配万代MOS组成同步整流;DC-DC二次降压部分采用智融SW3515S和SW3516控制器,两口独立输出,支持功率智能分配并且集成度高。 RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器内部核心功率器件——Navitas纳微NV6115。 二、纳微半导体热门氮化镓快充方案介绍 据充电头网了解,纳微在氮化镓快充上,有源嵌位反激ACF和高频QR架构都有涉足,比如上文提到的三款氮化镓快充中,45W基于有源嵌位反激ACF架构开发,61W和65W均基于高频QR架构。 而从目前市场应用趋势来看,也以基于高频QR架构方案开发的氮化镓快充产品居多,纳微半导体的高频QR架构方案也获得了众多品牌的厂商采用。充电头网拆解发现,纳微NV6115、NV6117、NV6252等GaNFast功率芯片目前已被市场广泛采用,产品的性能获得了客户的认可并经过了市场的检验。 1、纳微半导体NV6115 Navitas纳微的GaNFast氮化镓功率芯片NV6115内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,170mΩ导阻,耐压650V,支持2MHz开关频率,采用5*6mm QFN封装,节省面积。 2、纳微半导体NV6117 Navitas纳微半导体NV6117氮化镓功率芯片内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,120mΩ导阻,耐压650V,支持2MHz开关频率,采用5*6mm QFN封装,节省面积。 3、纳微半导体NV6252 纳微半导体NV6252 GaNFast功率IC是全球第一款集成驱动的半桥氮化镓POWER IC ,它内置逻辑、驱动/保护等功能,并且可以灵活设置dv/dt。由于它的内阻300m导通阻抗以及具有非常小的寄生参数,已经广泛运用于中小功率高频软开关拓扑例如half-birdge、buck、boost、resonant等。 充电头网总结 氮化镓已经成为快充市场的主流,对于充电器而言,氮化镓在替代传统功率器件上,有着无可比拟的性能优势,带给了用户更好的使用体验。 作为全球首家GaN功率IC公司,纳微半导体公司拥有强大且不断增长的功率半导体行业专家团队。其多位创始人拥有的专利数超过200项;在材料、器件、 应用程序、系统和营销及创新成功记录的领域拥有丰富经验。 不得不说,在氮化镓快充的普及进程中,纳微半导体发挥着至关重要的作用,除RAVPOWER氮化镓快充家族外,纳微半导体还协助了小米、ANKER、AUKEY、Baseus、Belkin、HYPER JUICE等众多知名品牌完善其氮化镓快充家族的产品,并深受消费者喜爱;在目前市售热门的氮化镓快充充电器中,有半数以上的品牌均为纳微的客户。 氮化镓充电器可以实现体积小、重量轻;对于发热量与效率转化也有非常明显的提高。而未来的很多领域,氮化镓都会发挥重要作用。

    时间:2020-05-25 关键词: 半导体 充电器 氮化镓

  • 中国芯的发展需突破日本材料,荷兰光刻机,美国设备

    中国芯的发展需突破日本材料,荷兰光刻机,美国设备

    现在芯片行业可以说是国家的战略产业,近年来,我国半导体领域一直受到美国的限制,尤其是美国近期对华为的打压,国产芯片的自主研发必须要加快速度了。 不过说真的,中国半导体要全面发展,还是有很多短板要补的,比如材料要看日本,光刻机要看荷兰,设备、软件要看美国。 先说说原材料方面,30多年前日本半导体是全球第一的,不过后来被美国打压之后,日本就产业升级,转为半导体的原材料方面。 根据网上的资料显示,目前在整个半导体领域的19种关键材料中,有14种日本的产能是占了全球50%以上的,比如去年的光刻胶事件就是证明,日本一卡光刻胶,韩国就着急了。 至于中国在半导体材料方面,也是非常依赖日本,很多原材料都从日本进口的,一旦日本不出口了,也是很麻烦的。 再说说光刻机,光刻机是芯片制造中最关键的设备,目前荷兰的ASML技术最强,量产的是能够用于5nm芯片的光刻机,而国内的技术还是90nm,离ASML差太远。 所以我们看到这几年网上的关于光刻机的信息,大多是中芯国际、华虹半导体采购了ASML的先进的光刻机,因为中国生产不出来,只有看ASML的。 而在半导体设备、软件方面就真的要看美国的。美国在半导体设备方面很厉害,比如应用材料、泛林就是全球第一、第四的半导体设备厂商。 尤其在沉积、刻蚀、离子注入、CMP、匀胶显影等领域技术领先,没有厂商可以替代这两家企业,像中芯国际、台积电、三星、华虹半导体这些芯片制造个来都是应用材料、泛林的客户。 至于软件方面,EDA大家就非常清楚了,美国的Synopsys、美国的Cadence 和西门子旗下的 Mentor Graphics 三家企业垄断的,这三家企业占了全球超70%的份额。 半导体产业链很长,我们必须从应用端逐步往上走,我们如今在偏下游已经有足够的话语权,但是下游依旧受制于上游,因此我国半导体行业的发展仍需要时间以及大量的资金、技术等支持。

    时间:2020-05-23 关键词: 材料 EDA 光刻机

  • 未来芯片的下载速度可达每秒44.2TB

    未来芯片的下载速度可达每秒44.2TB

    有没有设想过,未来1秒钟可以下载1000部高清电影,芯片的下载速度可达每秒44.2TB。这时,或许会有一种叫做微梳(micro-comb)的微型设备取代现有的互联网基础设施,在下载速度上创造疯狂新高,即使在最繁忙的时期,也能同时为数百万人提供充足的数据。 这项轻量级技术最近在一项实地试验中得到了验证,该试验测量的数据速率达到了惊人的44.2 TB每秒,所有数据都是由一个光源发出的。 微型梳状晶片本身并不算新,大约十年前就被发明出来了。但随着我们的数据高速公路压力不断加大,这项技术现在显示出希望,有望成为一种瘦身和加速我们互联网背后的技术的方法。斯文伯恩大学光学科学中心主任大卫·莫斯说:“看到他们在超高带宽光纤通信方面的能力取得成果,真是令人兴奋。这项工作代表了单芯片源光纤带宽的世界纪录,也代表了网络中最重要的部分的巨大突破。” 来自莫纳什大学、斯文伯恩大学和澳大利亚RMIT的工程师声称,芯片的一个显著好处是它能够充分利用现有的基础设施,满足我们未来几年的需求。现在有一个紧迫的担忧,即当前的系统将在未来几年内陷入困境。为了满足我们的需求而更换老化电缆的高速公路,是一项耗资巨大、费时费力的工作,无疑将留给子孙后代去解决。同时,还有其他组件可以升级以帮助改善流量。其中之一就是我们目前产生光频率的方式,这种光频率将比特和字节通过电缆传输到我们的计算机和智能设备中。 不同频率的激光可以产生大量的“通道”,将信息塞进微小的折射管中。根据光线的间隔方式,我们可以将多达80个通道照射到网络中,以满足所有数据需求。这种创新的新型微型梳状芯片可以取代现有的方法来创建所有这些通道,将80个独立的激光器换成可以调谐成彩虹状光波的单晶波形发生器。 从理论上看,这是个好主意。但为了确保他们的理论是正确的,研究人员将一个装置的原型连接到墨尔本大学两个校区之间76公里长的“黑暗”光缆上。研究小组发现,他们可以将每个通道的数据量最大化,显示出设备每秒44.2 TB的潜在最高速度。在理想的条件下,如果有合适的系统,理论上可以在一秒钟内下载1000部高清电影。 或许现实中不可能瞬间下载完所有的视频,但随着互联网技术的其他潜在改进,即使在短距离上每秒几兆比特的中等跳跃也是值得关注的改进。这些数据可以用于自动驾驶汽车和未来的交通运输,它可以帮助教育、金融和电子商务等行业。最起码,可以帮助我们实现更快的通信。

    时间:2020-05-23 关键词: 激光 micro-comb 微型梳状晶片

  • 手机性能可以与电脑相提并论吗?

    手机性能可以与电脑相提并论吗?

    如今手机的使用率几乎算是人手一部了,那为什么手机芯片的主频和核心数跟电脑差不多,性能还是不及电脑呢? 在小米10系列发布的时候,小米曾经做了一个实验和电脑来PK文件读写速度,在高通骁龙865的加持之下,而且又有DDR5的内存加持,就让手机的读取速度真正干过了电脑,那么目前对于手机有着手机独特的性能优势,而且也非常强大,而且还能孕育出很多有趣的功能,最近我还看到小米手机竟然可以让王者荣耀和吃鸡游戏一起开启来玩,还是官方宣传的,这个背后需要多么大的运行速度加载! 而电脑的性能则是游戏性能也是最好的证明,当然高配电脑还有个证明那就是对于视频剪辑处理、3DMAX渲染,所以电脑主要的是多任务的解决能力!所以我觉得目前手机的性能和电脑的性能都足够优秀,这两者又是不同领域的代表是没有办法进行PK的。 但是如果说手机虚拟成为windows系统,到底速度如何,可能有一些程度上不如电脑,这个也能理解,因为我们曾经说过这样的一句话,在电脑领域笔记本和台式电脑方面,相同配置,笔记本是不占据优势的,因为台式电脑可以拥有良好的散热性能拥有强大的空间来运行,而笔记本却是通过集成在主板上的,所以自然就在施展空间上有限。 那么再接着对比手机,这就相当于把三组武功相同的武者来进行PK,一组是在篮球场大小的擂台上比武,而一组则是在乒乓球台大小的擂台上比武,而一组则是站立在木桩上比武,到底那一组更加占据优势?自然显而易见了! 而在手机方面就相当于CPU在木桩上比武的武者,而笔记本就相当于在乒乓球台子上比武一样,而台式电脑就相当于处理器在篮球场上比武一样,自然可以发挥的空间是完全不同的!不过话说回来,现在也没有人进行这么对比了,因为电脑渐渐的已经被用得很少了,除非是工作的人员或者必须要用电脑处理东西,或者通过电脑来享受电脑游戏的视觉冲击力,才会有用电脑!不然很多看电影、学习、玩游戏、听音乐等等需求都可以在手机上完成了,所以自然而然手机的使用频率远远的超过了电脑的使用频率,所以目前的用户群体差距显而易见的就出来了。 总之,手机在移动信息处理功能方面,使用率会高于电脑,但是,在性能、适用性、效率等方面,手机还远远达不到电脑办公的程度。仅仅对于办公文件的处理,电脑的文字输入速度、编辑修改速度、实时多任务处理能力、存储能力等,均是手机无法达到的。

    时间:2020-05-23 关键词: 手机 性能 电脑

  • 我们该如何避免硬盘数据丢失?

    我们该如何避免硬盘数据丢失?

    有时候我们存在硬盘里的数据莫名其妙的丢失,比如聊天记录找不到了、录像不见了、硬盘无法读取、误删除、或者硬盘坏了把数据搞丢了的问题。在使用电脑与手机的过程中我们都会遇到类似问题,所以关于数据安全的问题每个人都应该了解。 硬盘数据丢失都有哪些原因,如何避免呢? 人为原因 很多人的使用习惯不太好,看到硬盘上保存的文件不知道做什么用的,也没看下级目录里面有什么,感觉没什么用或者干脆就是不喜欢就直接删除了,有的时候很痛快直接就把分区给格式化了。 还有的在复制文件的过程中提示有同名文件没有确认是否是相同文件的情况下就进行了覆盖操作,还有一些人在机箱风扇有异响之后拍了一下机箱声音消失了,之后一有声音就拍机箱导致硬盘损坏这种纯人为原因。 一般会表现为,操作系统文件丢失、无法正常启动系统、磁盘读取错误、找不到文件、文件读取缓慢等。 环境原因 有些朋友的使用环境中电压不稳定或突然停电导致文件丢失,有极个别遭遇雷击等自然灾害的情况。 软件原因 在360杀毒软件免费之后,仿佛世界上的病毒少了不少,病毒一般会破坏硬盘零磁道,勒索病毒一般会把你的数据加密,有些软件有硬盘逻辑锁(有些非恶意软件也有)。 还有一部分是软件自身的Bug导致的数据丢失,一般常是一些小公司或者个人开发者,大公司对数据的保护相对好一些。 一般表现为操作系统丢失,不能启动系统,读写错误文件打不开,打开出现乱码,或者提示分区没有格式化。使用DM软件加锁之后无法认出硬盘等情况。 硬件原因 硬盘也是有寿命的,在硬盘使用几年至十几年之后(每个人的使用频率不同),慢慢地会出现存储介质老化、磁盘划伤、磁头变形、磁臂变形、芯片组或其他原件损坏等从而导致数据丢失。 一般表现为,认不出硬盘,可能还会有咔哒咔哒或哐当哐当的声音,或电机根本不转,读写错误等问题。 坏道性能变差读写速度变慢,还会伴随着异响等 如何避免 首先要养成好习惯,不要随意删除自己不认识的不知道作用的文件,尤其是系统盘内的文件。 有条件的建议配备UPS电池,防止雷电浪涌以及意外停电对硬盘的伤害,平时使用当中不要在有重要数据的电脑上随意下载软件,以防软件或者恶意程序问题导致数据丢失。 因此,对于重要数据我们一定要进行异地备份,尤其是硬盘较老或者硬盘出现明显异常等情况下。手机、电脑不要随意清理,更不要清理自己看不懂的文件,操作之前先备份防范于未然。

    时间:2020-05-23 关键词: 数据 电脑 硬盘

  • 电脑上涂抹导热硅脂后,为什么CPU更热了?

    电脑上涂抹导热硅脂后,为什么CPU更热了?

    导热硅脂,又称散热膏。具有良好的导热、耐温、绝缘性能,是耐热器件理想的介质材料。因此通常被用在电脑、三极管、整流器和显卡、汽车电子以及传感器、通信设备、LED灯和集成灯、电视中。电子器件使用导热硅脂后,可以保持长时间工作不变热,帮助电子器件把多余的热量传导出去。那么为什么电脑涂抹导热硅脂后更热了? 电脑上涂抹导热硅脂后,CPU温度会处于平衡状态,如果变得更热,有以下两种原因。 1、涂抹不正确。导热硅脂在涂抹的时候只需要涂抹在发热体和散热设施的中间部位即可,边缘部位如果有多余的,需要用纸巾或者无绒布擦拭干净。而且厚度需要控制一张纸的厚度,而且还要均匀、不能有气泡。 2、硅脂质量差。购买质量差的导热硅脂涂抹在电脑上就会出现更热的现象。因为质量差的导热硅脂会出现油离,会出现固化,此时导热性能就会变差。甚至有的一些不合格的导热硅脂导热指数就不达标。 因此在购买导热硅脂的时候,需要观察产品是否达到环保级别,是否是合格产品。为了安全起见,用户可以和大品牌的公司合作,如柯斯摩尔,专注导热硅脂的研究,提供定制化的导热硅脂应用解决方案,用途广泛,能应用于新能源、军工、医疗、航空、船舶、电子、汽车、仪器、电源、高铁等行业领域。这样在导热硅脂的质量上有保证。 质量好的导热硅脂有什么特性? 质量好的导热硅脂可以放心用在电器或者其他电器、电子中。因为质量好的导热硅脂不但具备良好的导热性能,还有绝缘性能,在高低温变化的时候也不会发生性能变化,可以扩大使用领域。 在涂抹导热硅脂前一定要确保润滑部件表面的清洁干燥,确保注脂过程的清洁。并且一定要谨记不同品牌的润滑脂混用。

    时间:2020-05-23 关键词: 电脑 电子器件 导热硅脂

  • IGBT功率半导体市场呈垄断格局

    IGBT功率半导体市场呈垄断格局

    IGBT,绝缘栅双极型晶体管,是由MOS(绝缘栅型场效应管)和BJT(双极型三极管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面优点,具有驱动功率小、压降低和载流密度小等优势。 IGBT是公认的电力电子技术第三次革命代表性产品,是工控及自动化领域核心元器件,其作用类似于心脏,能够根据装置中信号指令来调节电压、电流、频率、相位等,被称为电力电子行业的“CPU”,主要分为工业级、军用级、车规级三大类,在轨道交通、新能源汽车、智能电网、家电、航空航天等领域实现了广泛应用。按照电压范围,轨道交通、智能电网等主要应用大容量高压IGBT,而家电、新能源汽车等则应用中低压IGBT。 车规级IGBT有望成为最大的应用市场,而新能源汽车又占据车规级IGBT市场的近八成。在新能源汽车制造中,IGBT约占电机驱动系统成本的50%,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,IGBT占到整车成本的7-10%。根据数据显示,2018年全球车规级IGBT市场规模为58.36亿美元,同比增长11.1%,继续维持稳定高速增长。我国是车规级IGBT的主要市场之一,约占全球的四分之一,2018年我国车规级IGBT的市场规模约160亿元,近五年复合增长率超过20%。 目前IGBT市场主要为国外垄断,根据HIS数据,2017年全球前十大IGBT模块企业分别为英飞凌、三菱、富士电机、赛米控、安森美半导体、威科电子、丹佛斯、艾赛斯、日立、斯达半导,市场份额分别为22.4%、17.9%、9.0%、8.3%、6.9%、3.6%、2.7%、2.6%、2.2%、2.2%。前十强市场集中度接近80%,前五强市场集中度为64.5%,呈现寡头垄断的竞争格局。国内方面,中车时代电气制造了全球首条8英寸高压IGBT芯片生产线,在轨道交通领域实现了芯片设计、封装测试、制造及装车应用的全产业链布局。比亚迪发布了IGBT4.0技术,成为国内首个贯通新能源汽车IGBT芯片设计、晶圆制造、模块封装、仿真测试以及整车测试等全产业链企业,目前正在长沙建设25万片8英寸新能源汽车电子芯片生产线。斯达半导体是国内唯一进入全球前十的IGBT模块厂商,具备国际主流IGBT(第六代)IGBT芯片和快恢复二极管芯片的能力,是国内IGBT行业的领军企业。 IGBT经过30年的发展,已发展到第七代技术。三菱推出的第七代采用了一体化基板和树脂直接灌封的SLC技术,并优化了一体化基板中的绝缘材料和灌封的树脂材料,模块的热循环寿命和功率循环寿命得到极大的提升。新材料、新技术、新结构将成为IGBT技术发展的主要趋势。新材料的突破表现为采取碳化硅、氮化镓等第三代宽禁带半导体,碳化硅已在1200V以上高压模块中使用,且取得了良好效应。新技术的突破表现为封装工艺和集成技术,比如双面焊接、高温塑封工艺、双面散热技术等及集成式轮毂电机等。新结构的突破表现为微沟槽栅结构的沟道密度、体积等。 IGBT广泛应用于智能电网的发电端,输变电端及用电端。在新能源领域,中国已成为太阳能电池生产的第一大国,意味着中国新能源市场蕴藏着巨大的商机。

    时间:2020-05-23 关键词: 功率半导体 igbt

  • 三代半导体材料之间的区别?

    三代半导体材料之间的区别?

    半导体材料共经历了三个发展阶段,那么有网友有疑问:第三代半导体材料诞生之后,第一代和第二代半导体材料还在发挥作用吗?以及第三代半导体相较第一代、第二代有哪些进步?这三代半导体之间有什么技术区别?为何氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)在第三代半导体中备受追捧? 第一阶段是以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代半导体原料; 第二阶段是以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等化合物为代表; 第三阶段是以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、硒化锌(ZnSe)等宽带半导体原料为主。 半导体材料与器件发展史 在材料领域的第一代,第二代,第三代并不具有“后一代优于前一代”的说法。国外一般会把氮化镓、碳化硅等材料叫做宽禁带半导体;把氮化镓、氮化铝、氮化铟和他们的混晶材料成为氮化物半导体、或者把氮化镓、砷化镓、磷化铟成为III-V族半导体。我国采用的第三代半导体材料的说法是与人类历史上的由半导体材料大规模应用带来的三次产业革命相对应。目前,第三代半导体正在高速发展,第一、二代半导体也仍在产业中大规模应用,发挥第三代半导体无法替代的作用。 第一代半导体材料 兴起时间:二十世纪五十年代; 代表材料:硅(Si)、锗元素(Ge)半导体材料。 历史意义:第一代半导体材料引发了集成电路(IC)为核心的微电子领域迅速发展。 由于硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低,Si 在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制。但第一代半导体具有技术成熟度较高且具有成本优势,仍广泛应用在电子信息领域及新能源、硅光伏产业中。 硅在光伏领域应用产业链 第二代半导体材料 兴起时间:20世纪九十年代以来,随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起,以砷化镓、磷化铟为代表的第二代半导体材料开始崭露头角。 代表材料:第二代半导体材料是化合物半导体;如砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb);GaAsAl、GaAsP;还有一些固溶体半导体,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半导体(又称非晶态半导体),如非晶硅、玻璃态氧化物半导体;有机半导体,如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。 性能特点:以砷化镓为例,相比于第一代半导体,砷化镓具有高频、抗辐射、耐高温的特性,因此广泛应用在主流的商用无线通信、光通讯以及国防军工用途上。 历史意义:第二代半导体材料主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。因信息高速公路和互联网的兴起,还被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域。如相比于第一代半导体,砷化镓(GaAs)能够应用在光电子领域,尤其在红外激光器和高亮度的红光二极管等方面。 从21世纪开始,智能手机、新能源汽车、机器人等新兴的电子科技发展迅速,同时全球能源和环境危机突出,能源利用趋向低功耗和精细管理,传统的第一、二代半导体材料由于自身的性能限制已经无法满足科技的需求,这就呼唤需要出现新的材料来进行替代。 第三代半导体材料 起源时间:美国早在1993年就已经研制出第一支氮化镓的材料和器件,而我国最早的研究队伍——中国科学院半导体研究所在1995年也起步该方面的研究,并于2000年做出HEMT结构材料。 代表材料:第三代半导体材料主要以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带(Eg》2.3eV)半导体材料。 发展现状:在5G通信、新能源汽车、光伏逆变器等应用需求的明确牵引下,目前,应用领域的头部企业已开始使用第三代半导体技术,也进一步提振了行业信心和坚定对第三代半导体技术路线的投资。 性能分析:与第一代和第二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度(>2.2eV)、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,更适合于制作高温、高频、大功率及抗辐射器件,可广泛应用在高压、高频、高温以及高可靠性等领域,包括射频通信、雷达、卫星、电源管理、汽车电子、工业电力电子等。 半导体主要材料及应用 第三代半导体中,SiC 与 GaN 相比较,前者相对 GaN 发展更早一些,技术成熟度也更高一些;两者有一个很大的区别是热导率,这使得在高功率应用中,SiC占据统治地位;同时由于GaN具有更高的电子迁移率,因而能够比SiC 或Si 具有更高的开关速度,在高频率应用领域,GaN具备优势。 从下表常用的“优值(Figure of Merit, FOM)”可以清晰地看出,SiC和GaN相较于前两代半导体材料在功能与特性上有了巨大的提升。 GaN和SiC在材料性能上各有优劣,因此在应用领域上各有侧重和互补。如GaN的高频Baliga优值显著高于SiC,因此GaN的优势在高频小电力领域,集中在1000V以下,例如通信基站、毫米波等。SiC的Keye优值显著高于GaN,因此SiC的优势在高温和1200V以上的大电力领域,包括电力、高铁、电动车、工业电机等。在中低频、中低功率领域,GaN和SiC都可以应用,与传统Si基器件竞争。 第三代半导体-氮化镓(GaN) GaN器件主要包括射频器件、电力电子功率器件、以及光电器件三类。GaN的商业化应用始于LED照明和激光器,其更多是基于GaN的直接带隙特性和光谱特性,相关产业已经发展的非常成熟。射频器件和功率器件是发挥GaN宽禁带半导体特性的主要应用领域. 应用优势:体积小、高频高功率、低能耗速度快;5G通信将是GaN射频器件市场的主要增长驱动因素。 5G基站会用到多发多收天线阵列方案,GaN射频器件对于整个天线系统的功耗和尺寸都有巨大的改进。在高功率,高频率射频应用中,获得更高的带宽、更快的传输速率,以及更低的系统功耗此外,GaN射频功率晶体管,可作为新的固态能量微波源,替代传统的2.45GHz磁控管,应用于从微波炉到高功率焊接机等消费电子和工业领域。 2017年全球功率半导体市场规模为327亿美元,预计到2022年达到426亿美元。工业、汽车、无线通讯和消费电子是前四大终端市场。 第三代半导体-碳化硅(SiC) SiC从上世纪70年代开始研发。2001年SiCSBD商用,2010年SiCMOSFET商用。SiCIGBT目前还在研发中。SiC能大大降低功率转换中的开关损耗,因此具有更好的能源转换效率,更容易实现模块的小型化,更耐高温。 SiC功率器件的主要应用:智能电网、交通、新能源汽车、光伏、风电;新能源汽车是SiC功率器件市场的主要增长驱动因素。目前SiC器件在新能源车上应用主要是功率控制单元(PCU)、逆变器,DC-DC转换器、车载充电器等方面。 2017年全球SiC功率半导体市场总额达3.99亿美元。预计到2023年,SiC功率半导体的市场总额将达16.44亿美元。 第一、二代半导体技术长期共存:现阶段是第一、二、三代半导体材料均在广泛使用的阶段。为什么第二代的出现没有取代第一代呢?第三代半导体是否可以全面取代传统的半导体材料呢? 那是因为Si和化合物半导体是两种互补的材料,化合物的某些性能优点弥补了Si晶体的缺点,而Si晶体的生产工艺又明显的有不可取代的优势,且两者在应用领域都有一定的局限性,因此在半导体的应用上常常采用兼容手段将这二者兼容,取各自的优点,从而生产出符合更高要求的产品,如高可靠、高速度的国防军事产品。因此第一、二代是一种长期共同的状态。 第三代有望全面取代:第三代宽禁带半导体材料,可以被广泛应用在各个领域,消费电子、照明、新能源汽车、导弹、卫星等,且具备众多的优良性能可突破第一、二代半导体材料的发展瓶颈,故被市场看好的同时,随着技术的发展有望全面取代第一、二代半导体材料。 新基建为国内半导体厂商提供巨大发展机遇:我国在第三半导体材料上的起步比较晚,且相对国外的技术水平较低。这是一次弯道超车的机会,但是我国需要面对的困难和挑战还是很多的。 4月20日,国家发改委首次官宣“新基建”的范围,正式定调了5G基建、人工智能、工业互联网等七大领域的发展方向。“新基建”作为新兴产业,一端连接着不断升级的消费市场,另一端连接着飞速发展的科技创新。以碳化硅(SiC)以及IGBT为核心的功率半导体,支撑着新能源汽车、充电桩、基站/数据中心电源、特高压以及轨道交通系统的建设;以AI芯片为核心的SOC芯片,支撑着数据中心、人工智能系统的建设。氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为首的第三代半导体是支持“新基建”的核心材料。在“新基建”与国产替代的加持下,国内半导体厂商将迎来巨大的发展机遇。

    时间:2020-05-22 关键词: 碳化硅 氮化镓 半导体材料

  • SiC晶圆激光切割技术

    SiC晶圆激光切割技术

    常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。元素半导体是由单一元素制成的半导体材料,主要由硅、锗、硒等;化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体。 自1960年代起,以硅为标志的第一代半导体材料一直是半导体行业产品中使用最多的材料,由于其在通常条件下具备良好的稳定性,硅衬底一直被广泛使用于集成电路芯片领域;但硅衬底在光电应用领域、高频高功率应用领域中存在材料性能不足的缺点,因此以光通讯为代表的行业开始使用GaAs和、InP等二代半导体材料作为器件衬底。 SiC和GaN为代表的宽禁带宽度材料(Eg≥2.3eV)则被称之为第三代半导体材料。除了宽禁带宽度的特点,第三代半导体的主要特点在于高击穿电压、高热传导率、高饱和电子浓度以及高耐辐射能力,这些特性决定了第三代半导体材料在众多严酷环境中也能正常工作。SiC作为第三代半导体中的代表材料,可以应用于各种领域的高电压环境中,包括汽车、能源、运输、消费类电子等。据预测,到2025年全球SiC市场将会增加到60.4亿美元(ResearchAndMarkets.com)。 第三代半导体SiC晶圆的激光内部改质切割技术 SiC晶圆传统上采用刀轮进行切割,但由于SiC的Mohs硬度达到了9以上,需要选用相对昂贵的金刚石材质作为刀轮,且刀轮耗材的使用寿命也大大减小。正因为SiC拥有较高的机械强度,使得刀轮耗材的成本更高、切割效率极低。 目前激光切割SiC晶圆的方案为激光内部改质切割,其原理为激光在SiC晶圆内部聚焦,在晶圆内部形成改质层后,配合裂片进行晶粒分离。SiC作为宽禁带半导体,禁带宽度在3.2eV左右,这也意味着材料表面的对于大部分波长的吸收率很低,使得SiC晶圆与激光内部改质切割拥有绝佳的相匹配性。 激光切割难点与技术突破 由于碳化硅自然界中拥有多态(Polymorphs),例如3C-SiC,4H-SiC,6H-SiC等,其中六方晶系的碳化硅理论上有无数种多态可能性。目前行业内选用的碳化硅多态为4H-SiC。为了获得想要的低缺陷4H-SiC,SiC晶圆通常需要以4°偏轴在种子晶格上进行晶锭生长。因此,在切割垂直晶圆平边的方向时,裂纹会与C面轴向[0001]产生4°偏角。使用普通激光切割设备进行切割时,4°的偏角会使材料裂开变得困难,从而使得最终该方向产生严重崩边(chipping)和切割痕迹蜿蜒(meandering)。 大族显视与半导体自主研发的第三代半导体SiC晶圆激光内部改质切割设备(图六),针对晶格结构的方向,对激光器和光路系统进行了升级,配合精准的平台移动和焦点能量密度控制;针对SiC的晶体学特性压制了材料的斜裂,从而在垂直平边的切割方向也能获得优秀的效果,最终产品晶粒两个方向均无崩边、无碎屑、无双晶、无可见蜿蜒(能控制在1μm以内)。 该设备为国内首台第三代半导体SiC晶圆激光内部改质切割设备。自2015年开始,大族显视与半导体配合半导体行业客户需求,自主研发并生产了该设备,打破了国外技术垄断,填补了国内市场空白。该技术自成型以来,已形成批量销售,大族显视与半导体技术团队以激光切割设备为核心在多个客户现场提供整套的碳化硅切割解决方案,备受客户赞誉。 SiC高频、耐高电压、耐高温等显著优势,必将崛起成为5G时代的半导体材料明日之星。而随着SiC市场规模的扩大,SiC必将成为市场焦点,SiC晶圆加工行业更面临着巨大的机遇和挑战。大族显视与半导体作为第三代半导体晶圆激光切割领域的领跑者,将不断创新、研发,为半导体行业提供最专业的激光加工设备及方案。

    时间:2020-05-22 关键词: 半导体 碳化硅 激光切割

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