• 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。

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  • 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。

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  • 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。

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  • 电磁加热器的逆变电路特性及温度保护

    电磁加热器,是如今工业领域和民用设备中最广泛的一种加热方式,采用电磁感应加热技术,是国家提倡的一种环保的加热方案。然而也有朋友有疑问:电磁加热器IGBT逆变电路特性及温度保护是什么?今天来介绍一下电磁加热器,首先介绍一下电磁加热器IGBT逆变电路特性。 一、电磁加热器IGBT逆变电路特性 IGBT( (nsulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是绝缘栅型场效应管MOS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,它不仅有GTR特点:低导通压降,也有MOSFET的特点:高输入阻抗,两方面的优点。 MOSFET的特点:开关速度快,驱动能力小,载流密度小,但导通压降大;GTR的特点:载流密度大,饱和压降低,但驱动电流大。IGBT正是集中了以上两种器件的优点。因此该器件十分适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 要使管导通,则应在此管的栅极G和发射极E之间加上导通电压,这样PNP晶体管的基极B与集电极C之间的阻抗值的大小将变得比较低,晶体管就得以导通;若要使此管截止,切断此管E端的电流,则要在IGBT的发射极和栅极之间加上0V电压。IGBT与场效应管样也是电压控制型半导体器件,而且此晶体管的驱动电流很小,只要在它的G极和E极之间加上十几伏的电压,然后当漏电流流过时就可以驱动,基本上不消耗功率。 当加在IGBT的G端与E端的驱动电压比较低时,则此芯片就不能正常的运作,但当加在芯片上的电压过高超过它的耐压值时,则芯片将被永久性破坏;同理,当加在芯片的C端与E端的电压过高,超过它的耐压幅值时,此时流过芯片C端一E端的电流就将超过允许电流的最大值,芯片工作的温度将超过其允许的温度,芯片也将被永久的破坏。 二、电磁加热器温度保护 温度保护也就是功率模块的过热保护。IGBT工作时的开关损耗会引起器件温度的升高,当温度超过IGBT的允许最高温度时,电子器件的许多性能和参数也会随之改变,甚至温度过高会损坏这些元器件。如果在温度达到最高值之前将其关闭,使元器件的温度不在上升,则就可以起到保护作用。在保护电路中,我们使用到热敏电阻传感器,在检测温度过程中,单片机会随时读取温度,当检测到的温度值超过预定值时,系统会发出一个报警信号,并关断输出脉冲,使系统入重启动状态。 电磁加热器是一种利用电磁感应原理将电能转化为热能的装置,是随时代发展需求而涌现的新型节能产品,较传统工业加热,可以说是一次技术大变革。

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  • 联发科5G芯片上位,国产手机趁势崛起

    我们最常见的处理器无非是高通骁龙、苹果A系列处理器以及华为自主研发的麒麟系列处理器,而在安卓智能手机中,高通骁龙、联发科、三星Exynos、华为海思麒麟等四大主流芯片阵营。我国国产品牌基本上是高通骁龙占据市场主导地位,然后为华为麒麟、联发科以及三星三分天下。 但是,在今年却发生了翻天覆地式的改变。以最近刚刚发布的一些新机为例,Redmi 10X全球首发搭载联发科天玑810、IQOO Z1则首发搭载联发科天玑1000+、Vivo也和三星合作推出Exynos980处理器机型,可以说除了主流旗舰机仍在使用高通骁龙865之外,中高端机型大家在今年都用上了联发科和三星,而传统首选芯片高通骁龙765G则惨遭抛弃。 这是什么原因造成的呢?很简单,联发科和三星的芯片太给力了。华为毫无疑问是目前安卓阵营中的“老大哥”,大家都在奋力追赶并意图超越它,而华为手机最核心明显的优势就是搭载自主研发的海思麒麟芯片。在今年5G普及时代,华为推出了定位中端的麒麟820 5G双模芯片,在性能上实现了对高通骁龙765G的碾压,并且搭载麒麟820芯片的荣耀X10起步价才1999元,价格又很低。 这就给其他国产厂商造成了很大压力,继续使用高通骁龙765G芯片不仅性能打不过华为,并且成本还很高,价格也压不下来。因此,伴随5G时代重新发力的联发科和三星则成为了更好的选择。联发科在今年推出了天玑1000+旗舰级芯片、天玑1000高端芯片、以及天玑820中端芯片。 其中,天玑1000+采用7nm工艺制程,集成式5G基带,CPU架构由4颗A77大核心+4颗A55小核心共同组成,GPU则是Mail-G77 MC9,支持最高144Hz屏幕刷新率和LPDDR5存储。同时还是全球首款支持5G+5G双卡双待的旗舰芯片。虽然在性能跑分上略微落后于高通骁龙865,但仍然是旗舰级工艺、基带、以及硬件规格。 性能落后靠性价比来弥补。同样的定位于旗舰级别的5G芯片机型,像上半年的高通骁龙865国产机普遍售价都接近4000元,一些3000多元的产品在其他硬件配置上阉割严重。相比之下,首发搭载天玑1000+的IQOO Z1起步价才2198元,支持144Hz屏幕、44W快充、WiFi6、4800万三摄等主流配置,性价比简直是丧心病狂。 在中端芯片战场上,天玑820的出现也一举抢走了输于麒麟820芯片的“中端性能最强”称号。两款芯片都是A76+A55八核心CPU,天玑820上4颗A76均为大核心,而麒麟820芯片仅一颗A76大核心,3颗A76中核心,因此在最终性能跑分结果上,联发科高达41W分,华为麒麟为37W分,高通骁龙765G更是才不到32W分。另外,天玑820在三者当中也是唯一支持5G+5G双卡双待的中端芯片。 国产5G手机的春天终于要来了 总之,5G时代的到来为手机处理器带来了重新洗牌的机会,华为卡住了高通的软肋,联发科则“螳螂捕蝉,黄雀在后”。对于消费者而言,打破市场垄断,这样的市场竞争必将会使高性能5G手机降价,想必这是我们很乐意看到的。

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  • OPPO开始“造芯”,由一枝独秀走向百花齐放

    芯片作为科技行业竞争的第一要素,始终都是各个国家着重发展的一项技术,芯片属于半导体行业,在我们生活中扮演着重要角色。而目前,全球半导体行业主要由美国、韩国以及中国台湾领导。在全球制造业领域,半导体制造高门槛、高投入、高收入,其更是我国由制造业大国转向制造业强国必须跨过的坎。 国产科技发展之时,却迎来意外挫折 当然,我国这些年来在半导体方面也不含糊,华为、紫光、中芯等企业在芯片方面的成绩已经比之前优秀太多,虽然整体实力比不上三星、高通等企业,但对于我们自己来说,进步已经相当大了。不过就在国产半导体蓬勃发展的时候,一个消息的出现,却打乱了我们的计划。 特朗普对国产企业华为的打压再次加重,这次的打压是从根源断供,也就是技术方面。特朗普不顾半导体行业的整体局势,一意孤行打压华为,这一点还是让很多人都始料未及的,毕竟这个“狠招”一经出现,影响的不仅仅只是华为,其中还包括了半导体行业中的其他企业,范围可谓是相当的庞大。 又一个国产厂商传来好消息,芯片自主化在路上 在华为备受打压的时候,其他企业也都没有闲着,甚至还有一些国产企业通过华为事件也意识到了自己的芯片危机,开始在芯片自主化上做出了改变,这家国产厂商就是我们熟悉的OPPO。 很多人第一时间听到OPPO开始造芯,可能都感到一脸的不相信,毕竟OPPO可是出了名的“低配高价”代表,一直以来都只注重线下销售和明星代言,指望OPPO能自研芯片,岂不是在开玩笑? 其实这次还真的不是开玩笑,其实早在去年的时候,我们就曾听说过OPPO打算进军芯片领域,并且也已经注册了公司,公司所涉及的业务就包括了半导体集成电路设计,所以说OPPO研发芯片并不是一时间的心血来潮。而近日根据相关消息表示,OPPO已经在台湾成立了芯片设计部门,其中还包括了一些联发科的老员工,足以见得OPPO现在已经正式开始“造芯”了。 不经历风雨,怎能见得彩虹 不难想象,国产厂商OPPO开始自研芯片这条艰难无比的道路,前期肯定会十分困难,因为不管是华为、高通还是苹果,在刚开始设计芯片的时候都有过困难和挫折,只不过它们坚持了下来。所以OPPO自研芯片肯定也不可避免地会遇到一些挫折和困难,只有无惧困难和挫折,才是自研芯片成功的大前提。 从国内智能手机市场发展到现在,我们对于美国企业的依赖过于严重,只有华为在自研芯片方面坚持了下来,而如今我们也希望OPPO同样能够坚持下来,这样我国手机行业就不会再受限于人,不会再成为美国打压我们的“突破口”,同时华为也不会再孤军奋战了。 由一枝独秀走向百花齐放,或许不是很容易,但是华为最先迈开第一步,OPPO紧跟其后,相信我国国有产业也必将随之加快造芯进度。让世界见识我国国产企业实力,华为必将可以挺过难关“打不倒的,终将使我们更强大”。

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  • 中芯国际会受到美国全球限令的影响吗?

    美国对中兴和华为“围追堵截”,并且华为直面美国威胁。美在全球限制华为芯片领域中的技术合作发展,只要是含有美国技术在与华为合作之前都要向美国政府申请许可证。意味着华为在海外的芯片代工基本上瘫痪,那么在此情况下,华为唯一能够拥抱的中芯国际有没有受限的技术和设备呢?如果有,那么我国中芯国际也需要向美国申请审批吗? 这就要从中芯国际的创始人说起了,早前我国中芯国际就曾因为使用了台积电的相关技术专利而受到台积电的起诉,并且付出了1.75亿美元的代价。在美国的德州仪器工作了二十多年的张汝京,回国后在台湾创建了世大半导体企业,并且在德州仪器的帮助下迅速成长。但是世大半导体的成长速度影响到了台积电的发展,台积电对世大启用了系列手段最后台积电将世大半导体收入囊中,张汝京的创业也宣告失败。 在失败后张汝京并没有选择放弃,而是回到国内创立了中芯国际,凭借着多年在半导体领域中的经验,中芯国际也在他的手中迅速成长了起来。也正因此台积电再次对张汝京动手,以专利技术问题起诉中芯国际,为了保全中芯国际,创始人张汝京离开了中芯国际。从张汝京的第一次创业中,我们能够知道世大其实是在德州仪器的扶持下迅速发展的,因此持有美国的技术和设备是必定的。而在张汝京第二次创业中,台积电以专利问题起诉中芯国际,因此在中芯国际中肯定会有部分美国的技术和仪器存在。 但是美国的技术和仪器,现如今在中芯国际中的使用率已经在下降,中芯国际不会受到美国技术和设备的限制。并且我们完全可以相信中芯国际能够将美国技术和设备降低到10%以下,从而做到不需要美国的审批!随着订单增加,中芯国际的发展必将会越来越快,距离国际顶尖技术必会越来越近。

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  • 华为被美禁用,中国为何不能禁用苹果?

    关于华为手机与苹果手机,很多人选择支持国产,助力我国科技发展。面对最近中美技术战持续升级,华为在芯片领域的发展陷入危机,而我国芯片领域的问题更是迫在眉睫。 在这场技术战中,肯定会有很多小伙伴对一个问题十分疑惑。那就是为什么美国能禁用华为,中国不能禁用苹果?现在小编来为大家做一下中美技术战解答,其实在这场中美技术战中,我国华为虽然能够生产出完全“无美化”的设备,但是其实华为在美国的打压中的处境还是十分被动的,因为美国在其国内禁用华为是十分容易的。 虽然一定程度上来说,美国并不是直接禁止华为进入美国市场,而是禁止华为进入美国通信运营商的市场之中。因为在美国的智能手机消费市场之中,美国消费者热衷于购置合约机,而合约机就是手机和手机卡绑定消费,为什么消费者热衷于此呢?那是因为合约机消费更契合美国人的消费观,在美国购置一台手机,如果你选择购置一台合约机那么你可能只需要付出三分之一的价钱就可以了,虽然合约机需要签订一两年的合约合同,并且在合约期间或者此后都只能够使用该通信运营商的手机卡。但是合约机真的便宜,并且在美国智能手机市场中,合约机占了美国市场的99%!因此美国只需要限制美国的通信运营商,就能够直接在国内禁用华为。 而我国呢?我国正好与美国相反,我国因为实体店和线上销售机制发达的原因,主流销售仍是裸机,并且最主要的还是我国三大通信运营商也并不会提供如此巨大的优惠力度。因此想要在中国禁用苹果的话,难度十分的大。 现如今我国国民的国产意识正在逐渐加强,我国各大智能手机厂商和科技领域中的企业都在努力发展,并且我国现如今的科技发展势头极为迅猛。而中国要科技自强,就需要继续推进教育和加大基础科研,创造全球科技人才来华发展的沃土,营造更好的更公平的商业环境,助力我国半导体科技的发展。

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  • 我国若拒绝芯片进口,美国损失有多重?

    最近,关于美国对华为封杀升级的消息再次引发众多关注,美国加码打压华为,美国商务部再次延长华为的临时许可到8月13日,同时更改出口规则,企图从芯片供应链源头打压华为。 也因如此,问题来了,目前美国供应着全球大部分的芯片,而中国是芯片进口大国,如果中国决定要依靠自己的力量,自力更生,艰苦奋斗,不买美国芯片了,美国损失会有多惨重? 随着经济世界全球化的发展,国与国之间的每个行业所构成的影响都是双向的,目前我国芯片技术仍未进入成熟阶段,却是世界芯片消耗大国。在2018年,中国进口芯片3121亿美元;中国在2019年进口了芯片3040亿美元,而同年全球半导体规模大约为4183亿美元,也就是说,全球生产的芯片有约2/3被我国所消耗。而国内芯片产业的自给率大约在20%,其余的80%的芯片缺口需从海外进口。 我国进口的大部分芯片都来自于美国,美国供应着全球大约52%的芯片,那么去年在芯片进口中花费的3040亿美元,我国至少有50%的芯片都来自于美国,即1500多亿美元,那么一旦我国不买美国芯片,美国将损失超万亿元。 在2019年的半导体厂商排行榜中,前10大中有5家是美国企业,来看看它们的营收状况,英特尔营收约为660亿美元,美光科技营收约为200亿美元,博通约为153亿美元,高通公司营收135亿美元左右,德州仪器大约132亿美元,这5家企业营收总额约为1150亿美元。 这5家芯片企业营收额加起来都不到1500亿美元,那么可以说,假如中国不买美国芯片,美国所面临的损失,相当于这5家美国芯片公司全倒闭。 美国对华为一次次打压,就是认为在华为GPU等科技领域,暂时还找不到能代替美国芯片的东西。但是,面对美国长期的打压,我国更应该提高自主研发力度,加快补齐半导体产业的短板,瓦解对华的科技脱钩与制裁。

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  • 联发科,台积电,富士康三者间有什么关系?

    最近关于半导体行业信息很是受关注,因此还有朋友好奇联发科、台积电与富士康三者之前有什么联系?联发科、台积电和富士康都是来自台湾的企业,三者之间并无隶属关系。 联发科是一家老牌的芯片设计企业,性质有点像美国的高通,主要业务来自于设计并销售芯片,比如最近比较火的天玑1000芯片就是联发科设计的,然后会卖给各大手机厂商来赚取利润。很多人说联发科和台积电之间关系密切,其实也没有什么特殊的关系,就是和其它芯片公司一样,设计出来的芯片也需要交给台积电代工。 台积电可以说是全球最大的半导体代工厂商,主要负责芯片制造,虽说是制造,但是这个半导体芯片的制造过程可谓是非常复杂,对工艺和技术要求也都很高,所以全球也没有几家能做到,比如三星、GF和中芯国际,但是台积电的技术实力是最强的,目前已经接近量产5nm工艺芯片,相比其它公司的14nm和10nm工艺,可以带来更高的集成度和能效比。 而富士康主要就是下游产品的生产组装,比如iphone手机一直以来都是在富士康完成最终的组装成型的,这三家里面富士康应该属于唯一的劳动密集型企业,在全世界各地都有工厂,虽说在核心尖端技术方面不如台积电,但是影响力方面却一点不低。 总之,联发科设计SOC,台积电做SOC封装,富士康则负责生产组装。

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  • 笔记本电脑反应慢只需要换固态硬盘吗?

    当笔记本电脑旧了,不流畅,各种卡顿,是不是换一块固态硬盘就可以解决这些问题?换固态硬盘虽说可以解决这些问题,但是对于老旧的笔记本电脑来说,认为单纯是硬盘的原因就有些片面了。 老款笔记本电脑反应慢不一定就是硬盘的问题,虽说机械硬盘一直是笔记本电脑的最大瓶颈,但是也不能说换上固态硬盘就能立竿见影的流畅起来,因为电脑是一个整体,关乎流畅性和反应速度的因素很多,不管是CPU还是固态硬盘都不能有明显的短板。 老款笔记本电脑如果是酷睿i5及以上的CPU性能应该还算可以,即使玩大型游戏和创作视频之类的力不从心,满足日常上网等流畅使用还是没问题的,但是如果你的CPU还是i3双核甚至是老款的低电压处理器的话,恐怕CPU本身就是瓶颈,毕竟现在的系统和软件配置需求比几年前高不少,当年够用的CPU现在已经不够用了。 另外关乎电脑流畅性的关键还有内存,尤其是内存容量如果只有2G左右的话,现在用起来也是很难受的,内存容量直接关乎着电脑开关机速度和日常反应速度,即使你拥有超高速的固态硬盘,如果内存容量不达标的话电脑仍然会很慢,如果笔记本电脑可以加装内存条的话建议升级到4G。 笔记本电脑不像台式机那样可以任意更换配件,所以我们能做的基本就是加装内存和固态硬盘,只要你电脑拥有至少酷睿i5级别的处理器和不低于4G内存的话,把机械硬盘升级到固态硬盘,电脑的运行会流畅许多。之后我们可以给换下来的机械硬盘买一个好看的硬盘盒子,可以当做移动硬盘使用。

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  • 电子特气,半导体材料的“粮食”

    电子特气广泛应用于半导体、微电子和相关的太阳能电池等高科技产业。在半导体工艺中,从芯片生长到最后器件的封装,几乎每一步、每一个环节都离不开电子特气,因此电子气体被称为半导体材料的“粮食”。 2020年-2022年是中国大陆晶圆厂投产高峰期,以长江存储,长鑫存储等新星晶圆厂和以中芯国际,华虹为代表的老牌晶圆厂正处于产能扩张期,未来3年将迎来密集投产。根据电子特气的特性来推断,新建晶圆厂将是电子特气国产代替的主要发展企业。国内新建晶圆厂的密集投产为电子特气打开了最佳代替窗口。 产业的转移倒逼着配套材料的国产化需求,为此政府给予了一系列政策支持,包括《“十三五”国家战略新兴产业发展规划》《新材料产业指南》等指导性文件,旨在推动包括特种气体在内的关键材料国产化。 随着集成电路制造产业的发展,全球集成电路用电子气体的市场规模也逐渐扩大。电子特气全球市场超过100亿美元、中国市场超过100亿人民币。仅从集成电路用电子气体来看,据中国产业信息网的数据,2018年全球集成电路用电子气体的市场规模达到45.12亿美元,同比增长16%,中国集成电路用电子特气的市场规模约4.89亿美元。 近年来,随着电子工业的快速发展,电子气体在半导体行业中的地位日益凸显。在构成半导体的所有材料中,电子气体占到了13.3%的比重,仅次于硅材料,排名第二。 广义的“电子气体”指电子工业生产中使用的气体,是最重要原材料之一。狭义的“电子气体”特指电子半导体行业用的特种气体。其分为纯气体、高纯气和半导体特殊材料气体三类,是集成电路、平板显示、发光二极管、太阳能电池等半导体行业生产制造过程中不可或缺的关键性化工材料,被广泛的应用于清洗、刻蚀、成膜、掺杂等工艺。其质量对电子元器件的性能有重要影响。 集成电路制造需经过硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、蚀刻、离子注入等工艺环节,仅需要使用的纯气就超过50种,混合气体种类更多,且每一种气体仅应用在特定的工艺步骤中。此外,在显示面板、LED、太阳能电池片、光纤光缆等器件的制造中的不同工艺环节均会用到多种特种气体。 此前日本对韩国实施出口限制的高纯度氟化氢是半导体用的刻蚀气体,主要用于晶圆表面清洗、芯片加工过程的清洗和腐蚀。 当前特种气体已成为高科技应用领域和战略新兴行业发展不可缺少的基础原材料。据不完全统计,现有特种气体的种类达260余种,随着非低温气体分离技术(吸附、膜分离)、混配技术和提纯技术的发展,更多的特种气体产品将逐步走向市场。 电子特气从生产到分离提纯以及运输供应阶段都存在较高的技术壁垒,市场准入条件较高,在国际上被几家跨国公司垄断。目前以美国空气化工、美国普莱克斯、德国林德集团、法国液化空气和日本大阳日酸株式会社为首的五大气体公司控制着全球90%以上的电子气体市场份额。 2018年,林德集团(与美国普莱克斯合并)收入占整体市场的36%,法国液化空气集团占30%,美国空气化工占11%,CR3达到77%。在中国的电子特气市场中,外资巨头目前也占有85%的市场份额。 虽然我国电子气体已经摆脱完全依赖进口的状态,但面对国外化工巨头已经实现的市场垄断,国内企业依然面临巨大的竞争压力。 国内电子特气产能相对分散,细分领域公司数量较多。相比较为成熟的大宗工业气体,国内达到电子级气体的产品仍然较少,但部分产品已实现进口替代。中船重工718所、绿菱电子、广东华特等均在12英寸晶圆用产品上取得了突破,并且实现了稳定的批量供应。 国内本土工业气体企业有数千家,普遍规模小,且多为从事普通工业气体零售、充装的气体公司,业务单一、区域限制明显,同时又受限于设备、技术、资金、物流等方面因素,企业发展存在较大瓶颈,行业竞争激烈。 当前,我国通过国家集成电路产业投资基金(大基金)撬动全社会资源对半导体产业进行投资和扶持,在电子特气领域也积极布局,入股电子气体企业,力争实现电子气体自主可控。国内其他电子气体公司抓住晶圆制造扩产的百年机遇,积极发展电子气体业务,争取打进国内新建晶圆厂的供应链。 基于未来几年中国大陆地区半导体、显示面板等主要电子元器件的新增产能较多,以及电子化工材料的进口替代需求强烈,国内电子气体行业也将迎来高速增长,并将力争打破国外化工巨头的市场垄断。

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  • 民进中央提议大力扶持硅材料功率半导体芯片,并且加大新材料科技攻关

    我国目前最具发展潜力的功率半导体产品,应用范围从工业、汽车、无线通讯和消费电子,一直延伸到变频家电、轨道交通、新能源、智能电网等领域,并且随着国内功率半导体市场空间的日益增大,国家出台了一系列政策措施支持和推动半导体产业发展,在功率半导体领域呈现多点开花的良好形势。 集微网消息(文/Jimmy),据人民网发布的中国统一战线新闻网联合中国共产党新闻网推出的“2020年全国两会各民主党派提案选登”报道显示,民进中央拟提交“关于推动中国功率半导体产业科学发展的提案”。 但提案注意到,当前从全球功率半导体市场看,一方面传统的硅材料功率半导体仍然有巨大的发展空间。另一方面以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料正蓬勃发展,而我国碳化硅、氮化镓功率半导体器件研发起步晚,在技术上仍有很大差距。 可喜的是,在国家多项科研计划的扶持下,这方面已经大幅缩小了与国际的技术差距,并取得了不少成就。 对此,民进中央提议: 一、进一步完善功率半导体产业发展政策,大力扶持硅材料功率半导体芯片技术攻关,立项支持硅材料功率半导体材料、芯片、器件等设计和制造工艺流程技术。经过多年布局和发展,我国在硅材料 IGBT芯片技术方面有一定的技术基础和沉淀,可以将集中突破硅材料6代功率芯片产品设计及批量制造工艺技 术作为发展重点,采取先易后难、解决“有无”问题的发展策略,尽快实现功率半导体芯片自主供给。 二、加大新材料科技攻关。大数据传输、云计算、AI 技术、物联网,包括下一步的能源传输,对网络传输速度及容量提出了越来越高的要求,大功率芯片的市场需求非常大。从产业发展趋势看,碳化硅、氮化镓等新材料应用于功率半导体优势明显,是下一代功率半导体的核心技术方向。 目前碳化硅、氮化镓市场处于起步阶段,国内厂商与海外传统巨头之间差距较小,国内企业有望在本土市场应用中实现弯道超车。 一是要把功率半导体新材料研发列入国家计划,全面部署,竭力抢占战略制高点。 二是引导企业积极满足未来的应用需求,进行前瞻性布局。推动功率半导体龙头企业着力攻克一批产业发展关键技术、应用技术难题,在国际竞争中抢占先机。 三是要避免对新概念的过热炒作。新材料从发现潜力到产业化,需要建立起高效的产学研体系,打造更加开放包容的投资环境。 三、谨慎支持收购国外功率半导体企业。通过收购很难实现完全学会和掌握国际先进的功率半导体芯片设计及制造工艺技术,同时海外工厂制造的产品仍然存在着无法出口到中国的危险。 根据提案,随着工业、汽车、无线通讯和消费电子等领域新应用的不断涌现以及节能减排需求日益迫切,我国功率半导体有庞大的市场需求,容易催生新产业新技术,在国家政策利好下,功率半导体将成为“中国芯”的最好突破口。

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  • 我国将拥有自己的半导体激光隐形晶圆切割机

    晶圆,是生产集成电路所用的载体,更是芯片的地基。我国芯片制造技术落后,一直受到国外的限制,而如今中国长城科技集团官方宣布,历时一年联合攻关,我国第一台半导体激光隐形晶圆切割机已研制成功,填补国内空白,并实现了最佳光波和切割工艺,在关键性能参数上处于国际领先水平。 芯片制造的关键在于晶圆,不仅是我们熟悉的CPU,内存和固态硬盘也和晶圆关系巨大,因此一个国家有没有晶圆切割机非常重要,它是一个国家高端制造业的标志之一。我国第一台半导体激光隐形晶圆切割机研制成功,这标志着我国半导体激光隐形晶圆切割技术取得实质性重大突破,相关装备依赖进口的局面即将打破,开启了我国激光晶圆切割行业发展的序幕。从此以后,我们终于可以自己切割晶圆,不用再依赖于进口外国机器了。 晶圆切割是半导体封测工艺中不可或缺的关键工序,而与传统的切割方式相比,激光切割属于非接触式加工,可以避免对晶体硅表面造成损伤,并且具有加工精度高、加工效率高等特点,可以大幅提升芯片生产制造的质量、效率、效益。 如果掌握了晶圆切割机技术,我们才能在半导体工业中实现独立自主。 我国的第一台半导体激光隐形晶圆切割机通过采用特殊材料、特殊结构设计、特殊运动平台,可以实现加工平台在高速运动时保持高稳定性、高精度,运动速度可达500mm/s,效率远高于国外设备。这标志着我们国家的晶圆切割机技术一点也不落后,相信经过一段时间的继续研究,一定可以赶上先进的进口晶圆切割机。 前几天美国下达禁令,要求和华为做生意的企业,都要进行报备,不允许私自和华为有业务往来,实质上就是为了打压华为,限制中国的产业升级。其中最关键的一环,就是看准了华为在国内找不到高端芯片的代工厂,必须要依赖台积电。限制了台积电就限制了华为。 国内虽然有中芯国际这样的芯片巨头,但是在5纳米这样的高端工艺上也爱莫能助。摆在华为前进上的困难很多,虽然华为已经紧急向台积电下单了一批晶圆,但是库存总有用完的一天。导体激光隐形晶圆切割机研制成功的消息传出,不亚于一颗重磅炸弹,华为都沸腾了,以后终于看到可以不用依赖台积电的希望了,再也不用只依赖台积电一家代工,以后我们也会有自己的高端芯片制造。 高端智能装备是国之重器,是制造业的基石,尤其是半导体领域内高端智能装备,在国民经济发展中更是具有举足轻重的作用。 半导体激光隐形晶圆切割机研发成功也给华为带去了及时雨一般的好消息,相信在未来的某一天,中国也能有台积电一样世界领先的芯片代工企业。 高端科技的冲突犹如古时水源的争夺,是一场关乎生存的较量,唯有掌握自己的高端技术,才不会受制于人。

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  • 台积电,芯片制造行业龙头

    最近,台积电可谓是半导体行业的热搜,引发许多行内行外人对台积电的关注。台积电实力到底有多强? 台积电,全称台湾积体电路制造股份有限公司,简称台积电、TSMC,属于半导体制造公司。台积电成立于1987年,是全球第一家专业积体电路制造服务(晶圆代工foundry)企业,总部与主要工厂位于台湾新竹科学园区。 台积电是全球规模最大、技术最先进的芯片代工厂。台积电的制造工艺更是达到了全球领先、而且产能十分庞大,市占率超过50%,也已得到了苹果、华为海思、高通、联发科、英伟达、AMD等芯片大厂客户们的信任和支持。与此同时,台积电也是半导体设备、材料产业的主力客户之一。 台积电是第一个掌握7nm工艺的芯片制造厂商,目前已经全球所有7nm芯片订单,其中苹果A12、高通骁龙855、华为麒麟980等芯片都由台积电来生产,最重要的是目前台积电的制程已经进入5nm,这样的技术在全球来说都是顶级的。 台积电有多牛?它的真正实力如何?事实上,光看看台积电光刻机的拥有量就得跪了。 光刻机的重要性不言而喻,光刻机就是用来制作芯片的关键设备,它是在硅晶体上转印半导体电路图案的关键设备。可以说,光刻机的存在就是衡量科学技术的高超。据媒体报道,台积电拥有超过20台光刻机,其中台积电5nmEUV工艺制程的芯片,将在2020年正式量产,这也是目前半导体制造行业,最先进的工艺制程。台积电能产出这么多台光刻机,足有见证它有多牛。 如今经过30多年的发展,台积电市值已近2000亿美元,占全球超过50%的市场份额。此外据资料显示,公司现有的7nm制程技术,处于行业领跑者的位置,只有三星可与匹敌。 台积电作为全球第一大芯片制造商,掌握了最先进的芯片制造工艺技术,可谓之芯片代工领域龙头,牵动着整个以至全球的行业发展。

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