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  • PowiGaN让消费电子小而强悍

    作为半导体材料,人们关注GaN(氮化镓)是从上世纪90年代的LED灯应用开始的。然而,但我们看到GaN充电器在更小的体积中实现更高的效率,以及更好的散热性能之后,GaN在消费电子领域的爆发便势不可挡。 在第十一届亚洲电源技术发展论坛暨21DIANYUAN深圳高性能电源技术分享与实战技术研讨会(以下简称:研讨会)上,PI中国区应用总监郭勇辉和大家分享了来自PI的《面向消费电子应用的GaN解决方案》。 【图为PI中国区应用总监郭勇辉在演讲中】 历经 10 年锤炼,21Dianyuan 锻造出业内口碑极佳的深圳千人“高性能电源技术分享与实战技术研讨会”。在2020 年,21Dianyuan联合国内外资深专家和国际名企原厂,打造了“亚洲电源技术发展论坛”,为国内电源工程师提供集技术提升、人脉拓展、业务洽谈和产业赋能为一体的优质高效平台。 郭勇辉表示,GaN正在推动全球电源革命,在快速充电器、物联网、智能家居、智能建筑(HBA)、家电和工业设备等领域展现出了巨大的潜力。PI的PowiGaN能够让功率转换变得更小,可以帮助实现: 反激式变换器的效率高达95%; 更小、更轻的电源; 轻松耐受全球范围内的输入浪涌和电压骤升的GaN开关。 集成是GaN商业化的关键 随着技术的广泛普及,采用GaN技术的产品在体积上都会显著减小,同时效率更高,这便是GaN的魅力所在。郭勇辉认为,集成是实现这一些,让GaN商业化的关键所在。研讨会上,他以InnoSwitch™3-Pro为例对此进行了说明。 InnoSwitch™3-Pro开关电源IC将 PowiGaN 与集成的数字控制功率变换相匹配,在所有负载下均提供一致的高效率,效率最高可达94%。 【InnoSwitch™3-Pro开关电源IC】 InnoSwitch™3-Pro开关电源IC集成了专为特定PowiGaN器件定制的驱动器,可优化开关速度,从而降低EMI、提高效率并消除振荡。此外,InnoSwitch™3-Pro开关电源IC采用初级和次级控制器 通过FluxLink™技术确保安全隔离的I2C接口。 InnoSwitch™3-Pro开关电源IC上的I2C接口具有可设定性,能够调节输出电压和电流,CV、CC、CP特性,以及故障触发点和响应。因此,InnoSwitch™3-Pro开关电源IC上的I2C接口可以调整输出以满足负载要求,通过USB线与负载设备进行通信。 郭勇辉强调,InnoSwitch™3-Pro开关电源IC可以实现Si和PowiGaN开关的无缝扩展。 GaN让性能超越功率开关 对于充电器和适配器应用而言,开关频率决定了变压器的体积,输入电压决定了大容量电容的体积。 在减小器件体积的过程中,高压大容量电解电容器成为令人头疼的问题。为了支持高输入电压,电容制造商必须大幅增加大容量电容的尺寸! 通过采用PI的PowiGaN技术,MinE-CAP开关可节省空间,同时不会影响输出纹波、工作效率,或者无需重新设计变压器。它可以大幅减少高压储能元件的数量,并使低电压电容免受电网电压剧烈波动的影响,因此还能为输入电压范围宽广的地区提供增强的耐用性。 MinE-CAP开关低输入电压时添加低压电容,输入电压提高时移除低压电容,让220VAC输入时采用一颗400V39μF,110VAC输入时自动并联一颗160V100μF电容满足输出需求成为了可能。 【MinE-CAP开关】 【尺寸为:13 x 25mm,约为400V 体积的1/3】 理想搭档:InnoSwitch™3/Pro和MinE-CAP 研讨会上,郭勇辉通过USB PD 3.0适配器参考设计DER626向大家展示了InnoSwitch™3/Pro和MinE-CAP是一对理想的搭档。他将其定义为使用可达到的技术,做极致的产品。 得益于InnoSwitch™3-Pro和MinE-CAP的高性能和高集成度,DER626在85 x 54 x 15mm的尺寸下,可以实现宽范围输入和65W输出。 【DER626】 总结PI的PowiGaN能够提供更高的效率,帮助完成体积小/重量轻的产品设计,已批量应用于众多领域的产品,包括工业、消费、照明和商用等。通过InnoSwitch™3-Pro和MinE-CAP等IC产品,PI的PowiGaN将重塑离线式功率变换。

    时间:2021-07-21 关键词: 半导体材料 GaN

  • 半导体材料特性参数了解不?瞅瞅半导体杂质是个啥!

    本文中,小编将对半导体材料的特性参数以及半导体杂质予以介绍,如果你想对半导体的详细情况有所认识,或者想要增进对半导体的了解程度,不妨请看以下内容哦。 一、半导体材料以及特性参数 半导体材料是一类具有半导体性能,用来制作半导体器件的电子材料。常用的重要半导体的导电机理是通过电子和空穴这两种载流子来实现的,因此相应的有N型和P型之分。半导体材料通常具有一定的禁带宽度,其电特性易受外界条件(如光照、温度等)的影响。不同导电类型的材料是通过掺入特定杂质来制备的。杂质(特别是重金属快扩散杂质和深能级杂质)对材料性能的影响尤大。 因此,半导体材料应该具有高纯度,这不仅要求用于制造半导体材料的原材料具有相对高的纯度,而且还要求超净的生产环境以最小化生产中的杂质。大多数半导体材料是晶体,并且半导体器件对材料的晶体完整性有更高的要求。另外,对材料的各种电参数的均匀性有严格的要求。 半导体材料是一类功能材料,在室温下其导电性介于绝缘材料之间。 导电是通过两种类型的载流子实现的:电子和空穴,并且室温下的电阻率通常在105到107欧姆之间。 半导体材料的特征参数包括禁带宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度由半导体的电子状态和原子构型决定,并且反映了将这种材料的原子中的价电子从结合态激发到自由态所需的能量。电阻率和载流子迁移率反映了材料的电导率。 非平衡载流子寿命反映了在外部作用(例如光或电场)下半导体材料的内部载流子从非平衡状态到平衡状态的弛豫特性。位错是晶体中最常见的缺陷类型,位错密度用于测量半导体单晶材料的晶格完整性程度。对于非晶半导体材料,此参数不可用。 二、半导体杂质 半导体中的杂质对电阻率有很大影响。 当在半导体中掺杂少量杂质时,杂质原子附近的周期性电势场受到干扰并形成额外的限制状态,这会在禁带中产生杂质能级。例如,当四价元素锗或硅晶体掺杂有五价元素磷、砷、锑和其他杂质原子时,杂质原子是晶格的分子,并且其五个价电子中的四个与周围的锗有关 (或硅)原子形成共价键,多余的电子键合在杂质原子附近,产生类似氢的能级。杂质能级位于导带底部附近的禁带上方。杂质能级上的电子容易被激发到导带成为电子载流子。可以提供电子载流子的这种杂质称为施主,相应的能级称为施主能级。 供体能级上的电子跃迁到导带所需的能量远小于从价带到导带激发所需的能量。当微量三价元素硼、铝、镓和其他杂质原子掺杂到锗或硅晶体中时,杂质原子与周围的四个锗(或硅)原子形成没有电子的共价键,因此存在空位。 空位的相应能量状态是杂质能级,通常位于价带附近的禁带以下。 价带中的电子容易被激发到杂质能级以填补该空位,从而使杂质原子变成负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时,在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小,半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。对掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是导带中的电子,属电子型导电,称N型半导体。掺入受主杂质的半导体属空穴型导电,称P型半导体。半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对,故N型半导体中可存在少量导电空穴,P型半导体中可存在少量导电电子,它们均称为少数载流子。在半导体器件的各种效应中,少数载流子常扮演重要角色。 经由小编的介绍,不知道你对半导体是否充满了兴趣?如果你想对半导体有更多的了解,不妨尝试度娘更多信息或者在我们的网站里进行搜索哦。

    时间:2021-02-17 关键词: 半导体 特性参数 半导体材料

  • 二极管为什么会发光?半导体材料电子移动是如何导致其发光的?

    led数码管(LED Segment Displays)由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成,只需引出它们的各个笔划,公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的,加上小数点就是8个。二极管是半导体设备中的一种最常见的器件,大多数半导体最是由搀杂半导体材料制成(原子和其它物质)发光二极管导体材料通常都是铝砷化稼,在纯铝砷化稼中,所有的原子都完美的与它们的邻居结合,没有留下自由电子连接电流。 在搀杂物质中,额外的原子改变电平衡,不是增加自由电子就是创造电子可以通过的空穴。这两样额外的条件都使得材料更具传导性。带额外电子的半导体叫做 N 型半导体,由于它带有额外负电粒子,所以在 N 型半导体材料中,自由电子是从负电区域向正电区域流动。带额外“电子空穴”的半导体叫做 P 型半导体,由于带有正电粒子。电子可以从另一个电子空穴跳向另一个电子空穴,从从负电区域向正电区域流动。 光二极管,通常称为 LED,是在电子学世界里面的真正无名英雄。它们做了许多不同工作和在各种各样的设备都可以看见它的存在。 基本上,发光二极管只是一个微小的电灯泡。但不像常见的白炽灯泡,发光二极管没有灯丝,而且又不会特别热。它单单是由半导体材料里的电子移动而使它发光。 因此,电子空穴本身就显示出是从正电区域流向负电区域。二极管是由 N 型半导体物质与 P 型半导体物质结合,每端都带电子。这样排列使电流只能从一个方向流动。当没有电压通过二极管时,电子就沿着过渡层之间的汇合处从 N 型半导体流向 P 型半导体,从而形成一个损耗区。在损耗区中,半导体物质会回复到它原来的绝缘状态 -- 所有的这些“电子空穴”都会被填满,所有就没有自由电子或电子真空区和电流不能流动。 为了除掉损耗区就必须使 N 型向 P 型移动和空穴应反向移动。为了达到目的,连接二极管 N 型一方到电流的负极和 P 型就连接到电流的正极。这时在 N 型物质的自由电子会被负极电子排斥和吸引到正极电子。在 P 型物质中的电子空穴就移向另一方向。当电压在电子之间足够高的时候,在损耗区的电子将会在它的电子空穴中和再次开始自由移动。损耗区消失,电流流通过二极管。 如果尝试使电流向其它方向流动,P 型端就边接到电流负极和 N 型连接到正极,这时电流将不会流动。N 型物质的负极电子被吸引到正极电子。P 型物质的正极电子空穴被吸引到负极电子。因为电子空穴和电子都向错误的方向移动所以就没有电流流通过汇合处,损耗区增加。 为什么二极管会发光? 光是能量的一种形式,一种可以被原子释放出来。是由许多有能量和动力但没质量的微小粒子似的小捆组成的。这些粒子被叫做光子,是光的最基本单位。光子是因为电子移动才释放出来。在原子中,电子在原子的四周围以轨道形式移动。电子在不同的轨函数有着不同等的能量。通常来说,有着更大能量的电子以轨道移动远离了核子。当电子从一个更低的轨道跳到一个更高的轨道,能量水平就增高,反过来,当从更高轨函数跌落到更低的轨函数里时电子就会释放能量。能量是以光子形式释放出来的。更高能量下降释放更高能量的光子,它的特点在于它的高频率。 自由电子从 P 型层通过二极管落入空的电子空穴。这包含从传导带跌落到一个更低的轨函数,所以电子就是以光子形式释放能量。这在任何二极管里都会发生的,当二极管是由某种物质组成的时候,你只是可以看见光子。在标准硅二极管的原子,比如说,当电子跌落到相对短距离原子是以这样的方式排列。结果,由于电子频率这么低的情况下人的眼睛是无法看得到的。 可见光发光二极管,比如用在数字显示式时钟的,间隙的大小决定了光子的频率,换句话说就是决定了光的色彩。当所有二极管都发出光时,大多数都不是很有效的。在普通二极管里,半导体材料本身吸引大量的光能而结束。发光二极管是由一个塑性灯泡覆盖集中灯光在一个特定方向。 发光二极管比传统的白炽灯有几个优点。第一个是发光二极管没有灯丝会烧坏,所以寿命就更长。此外,发光二极管的小小塑性灯泡使得发光二极管更持久耐用。还可以更加容易适合现在的电子电路。传统白炽灯的发光过程包含了产生大量热量。这是完全是浪费能源。除非你把灯当做发热器用,因为绝大部分有效电流并不是直接产生可见光的。发光二极管所发出的热非常少,相对来说,越多电能直接发光就是越大程度上减少对电能的需求。

    时间:2020-10-19 关键词: 发光二极管 二极管 半导体材料

  • 8月1日快讯:光速被“降服”/棱镜门升级

      50亿光通信项目落户四川丹棱 建成后产值200亿   据丹棱县人民政府网站信息显示,总投资50亿的光通信高新产业基地项目落户四川丹棱县。   编辑解读:   该项目总投资50亿元,项目占地两千亩,分五期建设,主要生产纳米氧化锆新材料、光通信系列、光机电一体化产品、特种陶瓷系列产品。项目全部建成之后产值将达200亿元。   中国第3代半导体被外国垄断 国防所需严重受限   相比第二代半导体材料(以砷化镓和磷化铟为代表),以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体材料具有功率密度大、体积小、质量轻的性质,应用前景广阔,被认为是第三代半导体材料。   编辑解读:   由于我国在第三代半导体材料相关研究领域起步较晚,目前在材料的自主制备上仍面临难关。同时,我国对基础的材料问题关注度不够;一旦投入与支持的力度不够,相关人才便很难被吸引,人才队伍建设的问题也将逐渐成为发展瓶颈。   VERTU与Red Bend合作提供无线升级服务   世界顶级奢华手机供应商Vertu今天宣布,与移动市场业内首屈一指的固件无线更新(FOTA)解决方案供应商Red Bend软件公司建立合作伙伴关系。   该合作伙伴关系延续了Vertu在产品各方面使用“最高等级”供应商的一贯政策,从手机外壳精美的皮革设计、5级钛制作,到内部元件、软件组件和各项服务的选择。   编辑解读:   Vertu的客户期望获得无与伦比的服务和可靠性;与Red Bend合作可以确保Vertu能够以最简单、最快速、最值得信赖的FOTA更新方式持续提供产品软件改进和最高品质的用户体验。     美NSA监视系统可随时查Facebook用户隐私   美国科技资讯网站SAI周三刊文称,美国国家安全局(NSA)所开发的一个互联网监视系统,能够随时查看任何Facebook用户的聊天记录及其他各类隐私信息。   编辑解读:   棱镜门再次升级,信息安全如何保障?网络隐私还有吗?   美英等国情报部门禁用联想电脑 称存在“后门”   多家英国媒体29日援引一份刚披露的内部禁令称,美国、英国、澳大利亚、新西兰和加拿大五国情报与防务机构在机密层级禁用联想电脑已有数年,原因是“大量试验证明,联想电脑存在‘后门’硬件漏洞,易被入侵者远程操控”。   编辑解读:   联想集团表示:我们并不知道有此禁令,也从未收到关于此禁令的任何消息。我们对此无法作出回应。联想一如既往地与我们的政府部门客户保持着良好稳固的关系。   NEC宣布淡出智能手机市场 停止开发新产品   NEC周三宣布,公司将停止开发新款智能手机并淡出智能手机市场,公司的智能手机业务以后将仅限于现有的产品。   NEC首席财务官Isamu Kawashima称:“我们进入智能手机市场的时间比较晚,并且一直未能开发出有吸引力的产品,因此我们决定淡出智能手机市场。”   据说NEC曾与联想谈判,它希望将其智能手机业务出售给联想,但是双方的谈判在本月早些时候破裂,未能达成交易。   编辑解读:   虽然NEC曾是日本最大的手机厂商,但是NEC目前在日本手机市场的份额仅为5%,落后于其他日本厂商如富士通和索尼。NEC并未完全退出移动领域,它将继续开发和生产功能手机和平板电脑。

    时间:2020-09-03 关键词: 棱镜门 量子通讯 电子快讯 互联网监视系统 半导体材料

  • 产业链人士:先进制程工艺半导体材料强劲需求将持续到明年底

    8月13日消息,据国外媒体报道,在全球众多行业都受到影响、产品市场需求下滑的情况下,半导体行业依旧保持着不错的发展势头,半导体制造商、半导体材料供应商今年上半年的业绩,同比大部分都有增长。 产业链方面的人士透露,先进制程工艺所需的半导体材料今年需求强劲,相关供应商强劲的订单,将贯穿2021年。 产业链方面的这一人士还透露,先进制程工艺的强劲需求,主要是由人工智能、高性能计算机和5G设备所需要的半导体产品推动。 外媒在报道中还提到了半导体材料供应商华立,成立于1968年的这一家公司,主要供应半导体、光电、平面显示器等产业所需的材料,有报道称华立是芯片代工商台积电的半导体材料供应商。 在刚刚过去的7月份,华立的营收达到了52.2亿新台币,折合约1.77亿美元,同比增长10.7%。今年前7个月,华立营收324.1亿新台币,同比增长5.2%。在需求强劲的推动下,华立已预计下半年的营收将超过上半年。

    时间:2020-09-01 关键词: 半导体 华立半导体材料 半导体材料

  • 常用的半导体材料及其特征

    半导体材料造就了半导体行业如今的盛况,在整个电子行业中起到至关重要的角色。半导体材料的创新,预示着半导体行业未来的发展,那么半导体材料有哪些?都有哪些特点呢? 一、半导体材料有哪些 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。主要有硅、锗、硒等,以硅、锗应用最广。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。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化镓、磷化镓、磷化铟等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等)、 Ⅳ-Ⅵ族(如硫化铅、硒化铅等) 、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。 三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体,如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等。 有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等,还处于研究阶段。此外,还有非晶态和液态半导体材料,这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。 二、半导体材料特点 半导体材料的特点也很明显,只要是半导体材料都会具备这些特点。半导体材料的第一个特点就是在导电能力上会介于导体和绝缘体之间,一旦受到外界光热的刺激,就会在导电能力上发生变化,若是纯净半导体加入一点杂质就会使得导电能力迅速增强。

    时间:2020-08-19 关键词: 元素 化合物半导体 半导体材料

  • 第三代半导体材料将进入高速成长期 5G/汽车电子正在路上

    5G将于2020年将迈入商用,加上汽车走向智慧化、联网化与电动化的趋势,将带动第三代半导体材料碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN)的发展。根据拓墣产业研究院估计,2018年全球SiC基板产值将达1.8亿美元,而GaN基板产值仅约3百万美元。 拓墣产业研究院指出,相较目前主流的硅晶圆(Si),第三代半导体材料SiC及GaN除了耐高电压的特色外,也分别具备耐高温与适合在高频操作下的优势,不仅可使芯片面积可大幅减少,并能简化周边电路的设计,达到减少模组、系统周边的零组件及冷却系统的体积。除了轻化车辆设计之外,因第三代半导体的低导通电阻及低切换损失的特性,也能大幅降低车辆运转时的能源转换损失,两者对于电动车续航力的提升有相当的帮助。因此,SiC及GaN功率组件的技术与市场发展,与电动车的发展密不可分。 然而,SiC材料仍在验证与导入阶段,在现阶段车用领域仅应用于赛车上,因此,全球现阶段的车用功率组件,采用SiC的解决方案的面积不到千分之一。另一方面,目前市场上的GaN功率组件则以GaN-on-SiC及GaN-on-Si两种晶圆进行制造,其中GaN-on-SiC在散热性能上最具优势,相当适合应用在高温、高频的操作环境,因此以5G基站的应用能见度最高,预期SiC基板未来五年在通过车厂验证与2020年5G商用的带动下,将进入高速成长期。 尽管GaN基板在面积大型化的过程中,成本居高不下,造成GaN基板的产值目前仍小于SiC基板。但GaN能在高频操作的优势,仍是各大科技厂瞩目的焦点。除了高规格产品使用GaN-on-SiC的技术外,GaN-on-Si透过其成本优势,成为目前GaN功率组件的市场主流,在车用、智能手机所需的电源管理芯片及充电系统的应用最具成长性。 拓墣产业研究院指出,观察供应链的发展,由于5G及汽车科技+正处于产业成长趋势的重心,供应链已发展出晶圆代工模式,提供客户SiC及GaN的代工业务服务,改变过去仅由Cree、Infineon、Qorvo等整合组件大厂供应的状况。GaN的部分,有台积电及世界先进提供GaN-on-Si的代工业务,稳懋则专攻GaN-on-SiC领域瞄准5G基站的商机。另外,X-Fab、汉磊及环宇也提供SiC及GaN的代工业务。随着代工业务的带动,第三代半导体材料的市场规模也将进一步扩大。

    时间:2020-07-22 关键词: 汽车电子 5G 半导体材料

  • 韩企SK Materials量产氟化氢 推进半导体材料国产化

    6月18日消息,据国外媒体报道,韩国企业SK Materials日前表示,已启动用于半导体生产工序的氟化氢气体的量产,推进半导体材料国产化。 韩企SK Materials 氟化氢被用于晶圆的清洗等方面。在高纯度的氟化氢市场,日本厂商大约占据8至9成份额。 SK Materials已在韩国东部的荣州市的工厂启动量产。该公司表示,实现量产的氟化氢气体达到被称为“5个9”的纯度,即99.999%,不过品质仍低于日本厂商产品。 SK Materials还透露,三星电子和SK海力士将采用公司产品。 SK Materials生产销售半导体, 显示器, 太阳能电池等领域的核心材料, 并提供相关配套服务, 从而致力于物联网, 大数据, 无人驾驶等未来信息技术 (IT) 产业的发展。

    时间:2020-07-07 关键词: 半导体 晶圆 氟化氢 晶圆清洗 半导体材料

  • 天线架构和波束形成的趋势

    在诸如硅(Si),砷化镓(GaAs)和最近的氮化镓(GaN)等半导体材料的推动下,数字化水平不断提高,AESA技术继续快速发展。与早期的半导体晶体管相比,半导体材料的进步带来了更高的电压处理能力,更高的导热率和效率。  因此,这些技术可显着改善射频性能——更高的输出功率,更高的工作频率,更宽的带宽和出众的可靠性。天线技术也正在朝着数字化的方向发展,消除了老式的模拟元件,并实现了更高的效率和更大的工作动态范围。 总的来说,这些新型材料和技术的发展,使得天线架构和波束形成中微型化和集成度的不断提高,这为颠覆性的优势和雷达应用创造了机会。下图展示了天线架构和波束形成的趋势,它们反映了雷达的过去和现在。与过去专注于解决设备过时的问题相比,现代雷达体系结构专为技术嵌入,性能增长和长期可持续性应用而设计。 近年来,依靠雷达来应对各种各样的威胁,从小型、行动缓慢的无人机到超小型、快速且灵敏的导弹。同时使用一台雷达检测常规目标之上的这些威胁,对雷达设计提出了相互矛盾的要求。 例如,对于在高速,高机动和弹出目标中检测短反应时间的要求与在苛刻的混乱环境中检测慢速目标的观察时间长的要求相冲突。这导致了在规划和利用雷达时间能量预算方面的冲突,迄今为止,已经通过引入不同的雷达模式来解决这一问题。 因此,引入了双轴多波束形成(Dual-axis multi-beam)的新颖解决方案,以增加观察时间而又不影响反应时间,并允许一部雷达同时完成各种功能和任务——多功能雷达。双轴多波束包括多个同时接收的方位和俯仰波束。 下图是具有多个同时接收波束的宽发射波束。由于加宽导致减小的发射波束增益可由目标持续时间增加引起的高处理增益所补充。从本质上讲,双轴多波束成形是20世纪70年代引入的一种现代形式的叠加波束雷达,它通过创新性地利用AESA技术改善了雷达设计的权衡因素。 单个颜色表示同时具有接收波束的发射波束 多普勒域还利用增加观察时间来提高非对称威胁的可检测性,特别是低、慢和小型(LSS)目标(如无人机)的出现。在LSS空间中,感兴趣的目标必须与鸟类,道路和行人交通相抗衡。多波束的观察时间越长,返回的质量越高。 由最新的数字信号处理器支持的有限冲激响应不是使用经典的快速傅立叶变换对这些返回值进行多普勒处理,而是提供了独立的滤波器控制功能来增强可检测性并提取独特的功能以帮助目标分类。 这些不断发展的技术和新兴概念的融合带来了两个关键的雷达发展,即图所示的G550紧缩型机载预警(CAEW)雷达和图所示的多功能雷达(MMR)。 虽然20世纪90年代的MFR天线装有数十个TRM,但CAEW的MFR和MMR天线各自装有数百个TRM。与E-2C 鹰眼的情况不同,天线阵列被吸收到湾流G550飞机机架上,没有活动或旋转部件。如果没有创新的天线架构,以及硬件小型化和高度的射频数字集成,就不可能在公务机上安装MFR。 一个MMR可满足多种感知需求——监视,预警和防空作用——压缩“观察-定位-决策-行动”(OODA)循环。与采购单个传感器来实现每个功能相比,运行单个系统是一种经济高效的解决方案。 它还减少了选址和人员配备的需求,在新加坡土地面积有限和出生率下降的背景下,这尤其令人信服。DSTA将MMR概念化,与志趣相投的雷达供应商合作开发,并且是第一个提供此功能的公司。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-06-03 关键词: 天线技术 半导体材料

  • 先导交付国内首套G4.5代高迁移率氧化物靶材

    金属氧化物半导体因具备迁移率良好、稳定性高、均匀性高、制造成本低等优点,被认为是可能取代硅基薄膜晶体管的新一代沟道层半导体材料。在平板显示领域,特别是在超高清,柔性显示以及印刷显示等新型显示技术方面具有巨大的应用潜力。 集微网消息,由先导薄膜材料(广东)有限公司研发生产的G4.5代线镧系稀土掺杂金属氧化物(Ln-IZO)靶材成功交付给华星光电,据先导集团官方消息,这是国内首套G4.5代高迁移率氧化物靶材。 该靶材基于华南理工大学发明的薄膜晶体管用高迁移率稀土掺杂氧化物半导体材料,是新一代的TFT半导体沟道层材料,其先进的性能可满足未来超高清显示、柔性显示对沟道层材料的应用需求。 2019年,先导薄膜材料(广东)有限公司与华南理工大学、广州新视界光电科技有限公司、深圳市华星光电半导体显示技术有限公司、广东省半导体产业技术研究院联手组建了从基础研究到产品应用端的产学研用技术团队。 该团队以华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室曹镛院士团队所开发的新型稀土掺杂金属氧化物靶材(Ln-IZO)技术为基础,以先导薄膜的靶材开发与量产制备技术为核心,结合材料基础研究、TFT器件工艺技术,开展了“薄膜晶体管用高迁移率氧化物半导体溅射靶材研究及应用”项目。经过反复研发测试,开发出此G4.5的Ln-IZO靶材,交付华星光电上线使用,此为该项目的第一个重要成果。 Ln-IZO靶材摒弃传统基于IGZO的多元掺杂体系,采用In2O3或SnO2等高迁移率氧化物半导体作为基体材料,可有效替代非晶硅及多晶硅及IGZO材料,在保证稳定性的同时,确保高迁移率的优势,可实现器件的高分辨率、高响应速度、低能耗、低噪音,有效突破TFT器件关键材料技术,改善知识产权被动局面。

    时间:2020-05-29 关键词: g4.5代 氧化物靶材 半导体材料

  • 氮化镓的发展前景,你知道吗?

    什么是氮化镓?它有什么作用?氮化镓一直是永不落伍的热点话题,只是因为它与我们的生活息息相关,那是因为我们的日常更是离不开半导体技术,比如说:电器、手机、电脑以及各种电子设备等都需要半导体来实现,由此更能看出,半导体材料的未来前景更是一片光明,目前最新的半导体材料还是GaN,本文带各位了解2020年的氮化镓(GaN)又会有着怎样的机遇? 简述GaN概念: 氮化镓,化学式GaN,最直白的解释就是氮和镓的化合物,是一种直接能隙的半导体。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中,例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管,可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器(Diode-pumped solid-state laser)的条件下,产生紫光(405nm)激光。 GaN的分类以及应用: GaN器件可大致分为功率器件和射频器件两类。在细分下去功率器件方面可以应用到无线充电件、电源开关、LiDAR、逆变器这几个领域;同样射频器件可以应用到基站、卫星、雷达这三方面的领域中。 GaN又有何优缺点? ①禁带宽度大(3.4eV),热导率高(1.3W/cm-K),则工作温度高,击穿电压高,抗辐射能力强; ②导带底在Γ点,而且与导带的其他能谷之间能量差大,则不易产生谷间散射,从而能得到很高的强场漂移速度(电子漂移速度不易饱和); ③GaN易与AlN、InN等构成混晶,能制成各种异质结构,已经得到了低温下迁移率达到105cm2/Vs的2-DEG(因为2-DEG面密度较高,有效地屏蔽了光学声子散射、电离杂质散射和压电散射等因素); ④晶格对称性比较低(为六方纤锌矿结构或四方亚稳的闪锌矿结构),具有很强的压电性(非中心对称所致)和铁电性(沿六方c轴自发极化):在异质结界面附近产生很强的压电极化(极化电场达2MV/cm)和自发极化(极化电场达3MV/cm),感生出极高密度的界面电荷,强烈调制了异质结的能带结构,加强了对2-DEG的二维空间限制,从而提高了2-DEG的面密度(在AlGaN/GaN异质结中可达到1013/cm2,这比AlGaAs/GaAs异质结中的高一个数量级),这对器件工作很有意义。 总之,从整体来看,GaN的优点弥补了其缺点,特别是通过异质结的作用,其有效输运性能并不亚于GaAs,而制作微波功率器件的效果(微波输出功率密度上)还往往要远优于现有的一切半导体材料。 未来GaN又该如何发展? 氮化镓是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,在光电子、激光器、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。 氮化镓材料的发展有何难题? 一是如何获得高质量、大尺寸的GaN籽晶,因为直接采用氨热方法培育一个两英寸的籽晶需要几年时间 二是氮化镓产业链尚未完全形成。 总结: 随着国家对第三代半导体材料的重视,近年来,我国半导体材料市场发展迅速。以氮化镓为主的材料更是备受关注。尽管如此,但产业难题仍待解决,如我国材料的制造工艺和质量并未达到世界顶级,材料制造设备依赖于进口严重,氮化镓材料和器件方面产业链尚未形成等,这些问题需逐步解决,方可让国产半导体材料屹立于世界顶尖行列。以上就是氮化镓的解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-25 关键词: 功率器件 射频器件 半导体材料

  • 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

  • 半导体材料的全方位解读,你真的了解吗?

    说到半导体,你真的了解半导体材料吗?自然界中的物质,根据其导电性能的差异可划分为导电性能良好的导体(如银、铜、铁等)、几乎不能导电的绝缘体(如橡胶、陶瓷、塑料等)和半导体(如锗、硅、砷化镓等)。半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质。它的导电能力会随温度、光照及掺入杂质的不同而显著变化,特别是掺杂可以改变半导体的导电能力和导电类型,这是其广泛应用于制造各种电子元器件和集成电路的基本依据。 半导体材料的特点 半导体材料是一类具有半导体性能,用来制作半导体器件的电子材料。常用的重要半导体的导电机理是通过电子和空穴这两种载流子来实现的,因此相应的有N型和P型之分。半导体材料通常具有一定的禁带宽度,其电特性易受外界条件(如光照、温度等)的影响。不同导电类型的材料是通过掺入特定杂质来制备的。杂质(特别是重金属快扩散杂质和深能级杂质)对材料性能的影响尤大。因此,半导体材料应具有很高的纯度,这就不仅要求用来生产半导体材料的原材料应具有相当高的纯度,而且还要求超净的生产环境,以期将生产过程的杂质污染减至最小。半导体材料大部分都是晶体,半导体器件对于材料的晶体完整性有较高的要求。此外,对于材料的各种电学参数的均匀性也有严格的要求。 半导体材料的应用 半导体材料的早期应用:半导体的第一个应用就是利用它的整流效应作为检波器,就是点接触二极管(也俗称猫胡子检波器,即将一个金属探针接触在一块半导体上以检测电磁波)。除了检波器之外,在早期,半导体还用来做整流器、光伏电池、红外探测器等,半导体的四个效应都用到了。从1907年到1927年,美国的物理学家研制成功晶体整流器、硒整流器和氧化亚铜整流器。1931年,兰治和伯格曼研制成功硒光伏电池。1932年,德国先后研制成功硫化铅、硒化铅和碲化铅等半导体红外探测器,在二战中用于侦测飞机和舰船。二战时盟军在半导体方面的研究也取得了很大成效,英国就利用红外探测器多次侦测到了德国的飞机。 今天,半导体已广泛地用于家电、通讯、工业制造、航空、航天等领域。1994年,电子工业的世界市场份额为6910亿美元,1998年增加到9358亿美元。而其中由于美国经济的衰退,导致了半导体市场的下滑,即由1995年的1500多亿美元,下降到1998年的1300多亿美元。经过几年的徘徊,目前半导体市场已有所回升。 制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求,包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。 半导体材料所有的半导体材料都需要对原料进行提纯,要求的纯度在6个“9”以上,最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类,一类是不改变材料的化学组成进行提纯,称为物理提纯;另一类是把元素先变成化合物进行提纯,再将提纯后的化合物还原成元素,称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等,使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等,使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性,因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。 绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法应用最广,80%的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的,其中硅单晶的最大直径已达300毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法,用此法已生产出高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法,用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触,用此法生长高纯硅单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。 水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶,而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。 在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延。外延的方法有气相、液相、固相、分子束外延等。工业生产使用的主要是化学气相外延,其次是液相外延。金属有机化合物气相外延和分子束外延则用于制备量子阱及超晶格等微结构。 非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金属等衬底上用不同类型的化学气相沉积、磁控溅射等方法制成。 1、元素半导体材料 硅在当前的应用相当广泛,他不仅是半导体集成电路,半导体器件和硅太阳能电池的基础材料,而且用半导体制作的电子器件和产品已经大范围的进入到人们的生活,人们的家用电器中所用到的电子器件80%以上与案件都离不开硅材料。锗是稀有元素,地壳中的含量较少,由于锗的特有性质,使得它的应用主要集中与制作各种二极管,三极管等。而以锗制作的其他钱江如探测器,也具有着许多的优点,广泛的应用于多个领域。 2、有机半导体材料 有机半导体材料具有热激活电导率,如萘蒽,聚丙烯和聚二乙烯苯以及碱金属和蒽的络合物,有机半导体材料可分为有机物,聚合物和给体受体络合物三类。有机半导体芯片等产品的生产能力差,但是拥有加工处理方便,结实耐用,成本低廉,耐磨耐用等特性。 3、非晶半导体材料 非晶半导体按键合力的性质分为共价键非晶半导体和离子键非晶半导体两类,可用液相快冷方法和真空蒸汽或溅射的方法制备。在工业上,非晶半导体材料主要用于制备像传感器,太阳能锂电池薄膜晶体管等非晶体半导体器件。 4、化合物半导体材料 化合物半导体材料种类繁多,按元素在周期表族来分类,分为三五族,二六族,四四族等。如今化合物半导体材料已经在太阳能电池,光电器件,超高速器件,微波等领域占据重要位置,且不同种类具有不同的应用。总之,半导体材料的发展迅速,应用广泛,随着时间的推移和技术的发展,半导体材料的应用将更加重要和关键,半导体技术和半导体材料的发展也将走向更高端的市场。 第二代半导体材料的发展方向 当前化合物半导体产业发展主要体现在以下五个方面。 1.消费类光电子。光存贮、数字电视与全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比例越来越高,音视频装置日益无线化。再加上笔记本电脑的普及,这类产品的市场为化合物半导体产品的应用带来了庞大的新市场。 2.汽车光电子市场。目前汽车防撞雷达已在很多高档车上得到了实用,将来肯定会越来越普及。汽车防撞雷达一般工作在毫米波段,所以肯定离不开砷化镓甚至磷化铟,它的中频部分才会用到锗硅。由于全球汽车工业十分庞大,因此这是一个必定会并发的巨大市场。 3.半导体照明技术的迅猛发展。基于半导体发光二极管(LED)的半导体光源具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保、耐冲击不易破、废弃物可回收,没有污染,可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点,具有重大的经济技术价值和市场前景。特别是基于LED的半导体照明产品具有高效节能、绿色环保优点,在全球能源资源有限和保护环境可持续发展的双重背景下,将在世界范围内引发一场划时代的照明革命,成为继白炽灯、荧光灯之后的新一代电光源,进入到千家万户。目前LED已广泛用于大屏幕显示、交通信号灯、手机背光源等,开始应用于城市夜景美化亮化、景观灯、地灯、手电筒、指示牌等,随着单个LED亮度和发光效率的提高,即将进入普通室内照明、台灯、笔记本电脑背光源、LCD显示器背光源等,因而具有广阔的应用前景和巨大的商机。 4.新一代光纤通信技术。新一代的40Gbps光通信设备不久将会推向市场,代替25Gbps设备投入大量使用。而这些设备中将大量使用磷化铟、砷化镓、锗硅等化合物半导体集成电路。 5.移动通信技术正在不断朝着有利于化合物半导体产品的方向发展。目前二代半(2.5G)技术成为移动通信技术的主流,同时正在逐渐向第三代(3G)过渡。二代半技术对功放的效率和散热有更高的要求,这对砷化镓器件有利。3G技术要求更高的工作频率,更宽的带宽和高线性,这也是对砷化镓和锗硅技术有利的。目前第四代(4G)的概念已明确提出来了。4G技术对手机有更高的要求。它要求手机在楼内可接入无线局域网(WLAN),即可工作到2.4GHz和5.8GHz,在室外可在二代、二代半、三代等任意制式下工作。 因此这是一种多功能、多频段、多模式的移动终端。从系统小巧来说,当然会希望实现单芯片集成(SOC),但单一的硅技术无法在那么多功能和模式上都达到性能最优。要把各种优化性能的功能集成在一起,只能用系统级封装(SIP),即在同一封装中用硅、锗硅、砷化镓等不同工艺来优化实现不同功能,这就为砷化镓带来了新的发展前景。以上就是半导体材料的解读,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-01 关键词: 砷化镓 氮化硅 半导体材料

  • 你知道常见的半导体材料吗?

    什么是半导体材料?它有什么作用?半导体材料(semiconductor material)是一类具有半导体性能(导电能力介于导体与绝缘体之间,电阻率约在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围内)、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。 自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体和绝缘体三大类。半导体的电阻率在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围(上限按谢嘉奎《电子线路》取值,还有取其1/10或10倍的;因角标不可用,暂用当前描述)。在一般情况下,半导体电导率随温度的升高而升高,这与金属导体恰好相反。 凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围。反映半导体半导体材料内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和现象,这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体,正是这些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性。 半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。作为共价键特征的典型是在晶格结构上表现为四面体结构,所以典型的半导体材料具有金刚石或闪锌矿(ZnS)的结构。 由于地球的矿藏多半是化合物,所以最早得到利用的半导体材料都是化合物,例如方铅矿(PbS)很早就用于无线电检波,氧化亚铜(Cu2O)用作固体整流器,闪锌矿(ZnS)是熟知的固体发光材料,碳化硅(SiC)的整流检波作用也较早被利用。 硒(Se)是最早发现并被利用的元素半导体,曾是固体整流器和光电池的重要材料。元素半导体锗(Ge)放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页,从此电子设备开始实现晶体管化。中国的半导体研究和生产是从1957年首次制备出高纯度(99.999999%~99.9999999%) 的锗开始的。采用元素半导体硅(Si)以后,不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高,而且迎来了大规模和超大规模集成电路的时代。以砷化镓(GaAs)为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。 半导体材料有哪些 半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。 半导体的分类,按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,但还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。 常见的半导体材料特点 常见的半导体材料有硅(si)、锗(ge),化合物半导体,如砷化镓(gaas)等;掺杂或制成其它化合物半导体材料,如硼(b)、磷(p)、锢(in)和锑(sb)等。其中硅是最常用的一种半导体材料。 有以下共同特点: 1.半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间 2.半导体受外界光和热的刺激时,其导电能力将会有显著变化。 3.在纯净半导体中,加入微量的杂质,其导电能力会急剧增强。 半导体材料可按化学组成来分,再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。 据美国物理学家组织网报道,一个国际科研团队首次研制出了一种含巨大分子的有机半导体材料,其结构稳定,拥有卓越的电学特性,而且成本低廉,可被用于制造现代电子设备中广泛使用的场效应晶体管。 科学家们表示,最新研究有望让人造皮肤、智能绷带、柔性显示屏、智能挡风玻璃、可穿戴的电子设备和电子墙纸等变成现实。 在目前的消费市场上,电子产品都很昂贵,主要因为电视机、电脑和手机等电子产品都由硅制成,制造成本很高;而碳基(塑料)有机电子产品不仅制造方便、成本低廉,而且轻便柔韧可弯曲,代表了“电子设备无处不在”这一未来趋势。 以前的研究表明,碳结构越大,其性能越优异。但科学家们一直未曾研究出有效的方法来制造更大的、稳定的、可溶解的碳结构以进行研究,直到此次祖切斯库团队研制出这种新的用于制造晶体管的有机半导体材料。有机半导体是一种塑料材料,其拥有的特殊结构让其具有导电性。在现代电子设备中,电路使用晶体管控制不同区域之间的电流。科学家们对新的有机半导体材料进行了研究并探索了其结构与电学属性之间的关系。以上就是常见的半导体材料,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-01 关键词: 半导体 氮化硅 半导体材料

  • 第三代半导体技术引发业界广泛关注

    深康佳A3月2日公告称,公司与中信控股等合作方共同发起成立“信佳新兴产业发展投资基金”(暂定名),投资以5G为代表的下一代信息技术领域、半导体及数字消费产业,进一步深入半导体布局。深康佳A此前已深入布局半导体产业。不论是先后设立半导体科技事业部、康芯威、康芯盈,还是近期的芯片量产出货、与雷曼光电签订战略合作,深康佳A正深化以科技创新为驱动的平台型企业发展。 对于信息产业而言,半导体技术的重要性不言而喻,近些年随着信息产业的高速发展,半导体技术也随之出现多次革命性的迭代。而作为产业最新技术,以氮化镓为代表的第三代半导体技术已引发业界广泛关注,产业基本上处于爆发的边缘。 氮化镓是第三代半导体材料之一,在半导体材料发展的三代技术中,第一代半导体材料以硅和锗等元素半导体为代表,奠定了微电子产业基础;第二代半导体材料以砷化镓和磷化铟为代表,奠定了信息产业基础;以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体材料,因具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速率高、抗辐射能力强等优越性能,是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”,在半导体照明显示、新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景,对节能减排、产业转型升级、催生新的经济增长点将发挥重要作用。 就在前几天,小米其旗舰手机发布会上推出了一款65W氮化镓充电器,引发市场对氮化镓的强烈关注。据介绍,氮化镓材料具备高功率、高频率、高导热等优势,用在充电领域可在输出大功率的同时保持充电器体积可控,因此获得不少终端厂商青睐。 当然,第三代半导体吸引的不仅仅是终端厂商,资本以及产业级的合作已然开启。比如国内企业康佳集团,就聚集团之力布局第三代半导体产业。作为一家中国领先的电子信息上市企业,半导体集成电路是康佳集团的核心,而为了彻底解决中国缺芯少屏的困境,康佳发展半导体业务也势在必行。 据了解,康佳半导体业务包括存储、光电两块。最近,康佳与雷曼光电将成立合资公司,这是康佳打通存储产品“出海口”的举措之一,而康佳近日招募氮化镓工程师,则想加快突破半导体光电的核心技术。康佳集团总裁周彬日前接受媒体电话采访时透露,康佳包括储存芯片分销等在内的半导体业务年营收已达13亿美元。 “康佳在Micro LED芯片研发上已取得初步突破,申请超过100项全球专利,招募氮化镓工程师是希望加快推进。除了Micro LED芯片,今后还有其它应用。”康佳集团副总裁李宏韬表示,与小米应用氮化镓技术到快充产品上不同, 康佳力争突破氮化镓的核心技术,第一步应用以光电芯片为主,未来应用领域会扩至功率器件、射频器件,而射频器件等在5G时代将用途很广。 以Micro LED为代表的半导体光电显示器件,其发光核心就是基于氮化镓GaN发光二极管,氮化镓材料更大的材料能隙(禁带宽度)使其成为蓝色和绿色发光器件最佳选择;而作为功率器件的氮化镓晶体管和用于通信电路的氮化镓射频放大器也都是基于氮化镓半导体技术。它们都是从不同应用需求而对氮化镓材料的各个方面的特性加以利用。 重庆康佳光电研究院的建立,就是开展Micro LED产品为代表的氮化镓等化合物半导体技术与应用研发。目前研究院紧扣氮化镓半导体器件在光电、功率、通信等三个主要应用方向,进行了相关布局,建立了以GaNLED为主要对象的研究平台环境,同时从规划之初就为GaN功率器件、GaN射频器件技术研究提供了最大的兼容性,做到核心设备和技术积累可以用于不同的产品,做到了资源的最大化。 其实,在小米之前,今年初的美国拉斯维加斯CES2020展会上,大量的氮化镓快充产品已经引发行业震动。有研究机构认为,到2025年仅全球氮化镓快充市场规模有望达600多亿人民币。而除了充电器,氮化镓材料在光电器件、射频器件等半导体领域大有可为,未来将加速对硅基产品的替代。显然,第三代半导体产业已处于爆发的边缘。 康佳集团的半导体科技事业部在2018年成立,但半导体业务从2016年已有所布局,当时成立了存储芯片分销公司。2018年在合肥成立康芯威的存储主控芯片设计公司,2019年成立康佳芯盈的封测公司;还设立了重庆光电研究院、奠基了重庆半导体光电产业园,从而形成存储、光电两个板块。此外,康佳与另一家LED企业联建光电也设立了合资公司,主攻光电板块业务,双方合作是想推进Mini LED及Micro LED新技术在公共视讯领域的商用化进程。

    时间:2020-03-06 关键词: 康佳 5G 半导体材料

  • 台积电预计今年资本支出最高达160亿美元 日媒称日本供应商将受益

    1月17日消息,台积电预计今年资本支出最高达160亿美元,日媒报道称,日本供应商将从中受益。 台积电 台积电在去年第四季度财报中预计,今年资本支出在150亿美元到160亿美元之间,高于上一年。资本支出将用于增加7nm产能及加速5nm产能建设。 日媒分析称,供应设备和原材料的日本供应商或将从中受益。 去年Q4财报显示,7nm制程出货占台积电公司2019年第四季晶圆销售金额的35%;10nm制程出货占晶圆销售金额的1%;16nm制程出货占晶圆销售金额的20%。总体而言,先进制程(包含16nm及更先进制程)的营收达到晶圆销售金额的56%。 自2017财年起,智能手机市场的增长告一段落,台积电的年营收增长率放缓至10%以下。 不过,受5G与AI应用快速发展驱动,台积电增长重新加快。台积电对今年全年成长信心十足,总裁魏哲家预计,今年能实现约2成的营收增长。 台积电成立于1987年,是全球最大的晶圆代工半导体制造厂,客户包括苹果、高通、华为等等。其总部位于台湾新竹的新竹科学工业园区。台积电公司股票在台湾证券交易所上市,股票代码为2330,另有美国存托凭证在美国纽约证券交易所挂牌交易,股票代号为TSM。 美股周四收盘,台积电(NYSE:TSM)上涨0.62%至58.75美元,总市值约3046.82亿美元。

    时间:2020-02-12 关键词: 芯片 台积电 半导体设备 资本支出 半导体材料

  • 美国杜邦拟在韩国生产半导体材料光刻胶 首先投入2800万美元

    1月10日消息,据国外媒体报道,美国化工巨头杜邦日前宣布,拟在韩国生产半导体材料光刻胶。 杜邦 杜邦将扩建位于韩国中部天安市的现有工厂,生产涂覆在半导体基板上的感光剂“光刻胶”。 杜邦计划首先投入2800万美元,确立量产技术,最早于2021年启动量产投资。该公司将根据客户的订货量提高产能。 韩国官员去年曾表示,韩国政府计划借日本对韩国出口限制,进一步加强国内半导体研发竞争力。吸引外资企业在韩国投资也是措施之一。 杜邦是一家化工巨头,成立于1802年。2015年,陶氏化学和杜邦美国宣布合并,新公司成为全球仅次于巴斯夫的第二大化工企业。

    时间:2020-01-23 关键词: 美国 半导体 光刻胶 杜邦 半导体材料

  • 日本昭和电工拟建设上海第二工厂 增产半导体材料

    1月9日消息,据国外媒体报道,日本昭和电工日前宣布,计划建设上海第二工厂,增产半导体材料。 昭和电工株式会社(简称昭和电工)表示,为了强化电子材料用高纯度气体事业,决定在上海的生产基地-上海昭和电子化学材料有限公司(以下简称“SSE”)的旁边取得第二工厂建设用地,建设高纯度一氧化二氮和高纯度八氟环丁烷的生产设施,以及高压气体危险品仓库。第二工厂拟于2021年下半年投产。 上海第二工厂计划面积约10,000平方米,计划高纯度一氧化二氮年生产能力1,000吨,计划高纯度八氟环丁烷年生产能力600吨。 高纯度一氧化二氮主要是半导体及显示屏制造时的氧化膜的氧来源的特种气体,高纯度八氟环丁烷主要是这种氧化膜的微细加工(蚀刻)时的特种气体。 昭和电工表示,由于5G等信息通信领域的发展,预计今后中国大陆的半导体及显示屏市场(有机EL电视机等)将会扩大。 另外,昭和电工还表示,由于预计中国台湾地区的半导体市场同样也会扩大,本公司的现地生产子公司“台湾昭和化学品生产股份有限公司”也将新建年产150吨高纯度八氟环丁烷的生产设施(计划2020年春投产)。本次在上海和台湾的投资总额约为30亿日元(约合人民币1.9亿元)。 目前,昭和电工在川崎事业所和韩国基地生产高纯度一氧化二氮,并在川崎事业所和上海基地(SSE第一工厂)生产高纯度八氟环丁烷。 昭和电工是一家综合性集团企业,生产的产品涉及到石油,化学,无机,铝金属,电子信息等多种领域。

    时间:2020-01-22 关键词: 半导体 昭和电工 日本昭和电工 半导体材料

  • 集成电路用大尺寸硅材料规模化生产项目主体结构封顶仪式圆满举行

    近期,山东有研半导体一期项目——集成电路用大尺寸硅材料规模化生产项目主体结构封顶仪式在德州举行。该项目于 2018 年 7 月由德州与有研科技集团半导体材料公司签订,对德州打造战略性新兴特色产业集群发展意义重大。 山东有研集成电路用大尺寸硅材料规模化生产项目于今年 3 月份举行开工仪式,是山东省 2019 年省级重点“头号”项目,总投资约 80 亿元,分两期建设。一期新建年产 180 万片的 8 英寸硅片生产线,二期规划年产 360 万片 12 英寸硅片。     了解到,有研当期项目投资 18 亿元,总建筑面积约 10 万平方米,新建单晶厂房 1 栋、硅片加工厂房 1 栋、综合动力站 1 栋及仓库、气站等;形成年产 276 万片 8 英寸硅片、180 万片 6 英寸硅片以及 300 吨 12-18 英寸硅单晶的生产能力。 该项目建成投产后,可实现年销售收入 10 亿元、利税 2 亿元,将成为北方最大的半导体材料生产基地。计划于 2020 年 3 月底完成机电安装和动力设施调试,2020 年 6 月底完成工艺设备调试并试产。 有研科技集团党委书记、董事长赵晓晨表示,我国 8 英寸硅片的 80%,12 英寸 100%依靠进口,半导体领域高品质材料自给率不足 10%,集成电路用大直径硅片面临巨大机遇期。此次,12 英寸集成电路用大硅片产业化项目正式签约,将改善大尺寸硅片依赖进口的局面。 据了解,12 英寸硅片是 5G 通讯、人工智能、大数据、物联网等领域高端芯片应用的关键基础材料,是推动技术创新、产业升级,引领新产业发展的重要力量。有研科技集团经过十多年的努力,完成了从单一研究机构向大型研发生产基地的转型,建成了集成电路用 8 英寸硅单晶抛光生产线和 12 英寸硅片中试线,应代表着国内半导体产业最高技术水平。

    时间:2019-12-19 关键词: 集成电路 硅片 5G 行业资讯 有研半导体 半导体材料

  • 2018年全球半导体材料行业市场分析

    9月17日,近日,前瞻产业研究院发布《中国半导体产业战略规划和企业战略咨询报告》,重点分析了2018年全球半导体材料行业市场情况。报告指出,半导体材料处于整个半导体产业链的上游环节,对半导体产业发展起着重要支撑作用,具有产业规模大、细分行业多、技术门槛高、更新速度快等特点。 半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料。根据SEMI,2017年全球半导体材料销售额为469亿美元,增长9.6%,其中晶圆制造材料和封装材料的销售额分别为278亿美元和191亿美元,同比增长率分别为12.7%和5.4%。2018年全球半导体材料销售额达到519亿美元,增长10.6%,超过2011年471亿美元的历史高位,其中晶圆制造材料和封装材料的销售额分别为322亿美元和197亿美元,同比增长率分别为15.9%和3.0%。 2018年,全球半导体晶圆制造材料市场规模与全球半导体市场规模同步增长。根据WSTS和SEMI统计数据测算,2013-2018年每年全球半导体晶圆制造材料市场规模占全球半导体市场规模的比例约为7%。 半导体材料行业是半导体产业链中细分领域最多的产业链环节,其中晶圆制造材料包括硅片、光掩模、光刻胶、光刻胶辅助材料、工艺化学品、电子特气、靶材、CMP抛光材料(抛光液和抛光垫)及其他材料,封装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝、包封材料、芯片粘结材料及其他封装材料,每一种大类材料又包括几十种甚至上百种具体产品,细分子行业多达上百个。 由于半导体材料行业细分领域众多,且不同的子行业在技术上存在较大差异,因此半导体材料行业各个子行业的行业龙头各不相同。从半导体材料行业竞争格局看,全球半导体材料产业依然由美国、日本等厂商占据绝对主导,国内半导体材料企业和海外材料龙头仍存在较大差距。

    时间:2019-10-03 关键词: 半导体 晶圆 半导体材料

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