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硅烷的用途及前景?
硅烷作为含硅薄膜和涂层的应用已从传统的微电子产业扩展到钢铁、机械、化工和光学等各个领域。包括无机非金属材料和精细无机化学品如陶瓷、无机颜料等的生产。无机化工产品的主要原料是含硫、钠、磷、钾、钙等化学矿物和煤、石油、天然气以及空气、水等。
硅烷即硅与氢的化合物,是一系列化合物的总称,包括甲硅烷( SiH4) 、乙硅烷( Si2H6) 和一些更高级的硅氢化合物,通式为SinH2n+2。
在第三代氮化镓芯片时代,中国可以后来者居上吗?
好多小伙伴都没有听说过氮化镓,更不用说氮化镓芯片了。而且,氮化镓是第三代芯片,是不是觉得不可思议呢?
那么,芯片经历的三代芯片是什么呢?
第一代,硅芯片
第二代 砷化镓芯片
第三代 氮化镓芯片
这三代芯片,本文为大家科普一下,让大家有个大致的了解。
一. 硅芯片
硅芯片是大家极为熟悉的芯片了。我们以前使用的电脑,手机的芯片绝大多数都是硅芯片。不过,硅芯片虽然使用得较为广泛。
但是,它的极限大约是5纳米级别,如果想容纳更多的元器件在有限的空间内,硅芯片似乎走到了极致。我们不得不说,硅芯片对人类的巨大贡献,是它开辟了微电脑时代,智能手机时代。那么是不是硅芯片就做不了7纳米以下的芯片了呢?现在给出定论还为时过早。
二.砷化镓芯片
砷化镓属于人造半导体材料,
并且,砷化镓是原子晶体。这样,它具有良好的半导体性能外,砷化镓可作半导体材料,性能比硅更优良。
据报道砷化镓像硅一样容易使用,芯片运算的速度至少是硅片的2至3倍。砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料。
三. 氮化镓芯片
氮化镓芯片,小米首先应用在快充上了。
实际上,氮化镓具有更好的导电性
GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点,是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,并与SIC、金刚石等半导体材料一起,被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力,在光电子、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。
氮化镓现在备受关注,据报道,小米发布GaN快充 氮化镓GaN站上风口。
化镓用于器件设计与制造,主要应用于芯片,包括LED芯片、射频芯片、激光芯片与功率器件等。其中,氮化镓功率器件的应用场景之一就是小米10的充电器。射频芯片的重要应用场景是5G基站,这两个应用方向处于探索推广阶段,中国都走在了前面。
氮化镓被成为第三代半导体材料,想要在未来半导体领域竞争中追赶上外国企业,对这一领域的研究和应用至关重要。目前来说,在氮化镓这个领域我们还是较落后于国际先进水平,但有了国家的重点规划和支持还是能追赶上。
1、第三代半导体电力电子技术路线图
我国对氮化镓研究使用整体较晚,这一领域的技术上相对是落后的,但是作为第三代半导体材料起重要性不言而喻,因此国家一再给予重点扶持。在2018年时我国正式发布了《第三代半导体电力电子技术路线图》,该文件对我国氮化镓的发展提出了明确的路径,同时涉及到衬底/外延/器件、封装/模块、SiC应用、GaN应用这四个方面的具体应用。
可以说给整个行业非常具有指导意义,这个路线图的背后是工信部、科技部,以及各大院校和一些行业内的专业厂商,可以说是集全产业链从业成员,对未来这个领域的发展均有举足轻重的作用。
2、现有国产氮化镓产业链
对于氮化镓的研究虽然整体上较为落后,但这并不代表我们没有对应的产业链,事实上作为一种全新的半导体材料,氮化镓给了我们弯道超车的绝佳机会,可以彻底摆脱在第一代、第二代半导体上的上落后。
目前我国的氮化镓有着上、中、下较为完整的产业链(较好的企业总计大概有20余家),这包括衬底供应商、外延供应商、射频供应商、电子电力器件供应商、功率器件供应商、光东供应商以及代工厂商,涵盖了从氮化镓晶片生产一直到氮化镓芯片代工生产的全产业链。
比如代工厂商还海威华芯现在可以代工生产氮化镓各种高端芯片,生产的产品可以应用于5G、雷达、物联网等等。
3、氮化镓产品主要面向哪些领域
或许有人看到这次小米发布氮化镓充电器后,可能以为这材料只能应用于这种小配件上,其实这种想法是错误的,氮化镓的作为非常大,在很多核心领域都用上氮化镓芯片,我这里例举几个主要的应用领域。
相控雷达:军事器材中应用氮化镓很常见,比如在相控雷达中就已经大量应用氮化镓射频器件,而其他的如氮化镓功率器件也在一些军事设备中得到应用。
5G领域:目前国内5G正在如火如荼的发展中,而在5G这个通信领域设备中氮化镓是理想的基站建设材料。目前国内的华为和中兴都已经准备进入这个领域。
电动汽车:现在国内正在大力推进电动车,因此氮化镓也大有用武之地,功率器件可以给电动车提供加好的动力。
以上其实还只是一部分涉及领域,剩余还包括白电、机器人、物联网、新能源、互联网等领域也均能使用上。
Lscssh科技官观点:
综合而言,现在我们国产氮化镓已经是起步了,并且也有了较为明确的发展路线图,依靠国内庞大的市场,以及各种领域的应用需求,未来完全可以追赶上当前的一些外国企业。
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谢谢您的问题。我认为,中国企业已介入氮化镓芯片产业链中,发挥了重要作用,不应是后来居上。
氮化镓确实有前景。氮化镓(GaN)是第三代半导体材料,具有大强度、高熔点、高热导率、强化学稳定性等显著优点,主要生产功率器件。小米10的充电器用到了氮化镓,助推了业内对氮化镓的关注。有国外专业机构统计,2024 年氮化镓功率市场将达到 7.5亿美元的规模,年均增长近100%。
氮化镓芯片很有用。氮化镓用于器件设计与制造,主要应用于芯片,包括LED芯片、射频芯片、激光芯片与功率器件等。其中,氮化镓功率器件的应用场景之一就是小米10的充电器。射频芯片的重要应用场景是5G基站,这两个应用方向处于探索推广阶段,中国都走在了前面。
氮化镓产业链的中国元素。第一,上游。日本企业占据了氮化镓衬底的绝大多数市场,国内苏州纳维科技公司、东莞市中镓半导体科技公司涉足该业务。第二,中游。有国内的三安光电(生产LED外延片、芯片等)、海特高新(生产砷化镓、氮化镓等化合物芯片),士兰微公司生产功率器件,富满电子生产电源管理类芯片、LED控制芯片等,云南锗业生产高纯度砷化镓单晶。在这个产业链中,我们没有缺席,而且努力探索。第三,下游。有小米公司等在充电器上的应用。
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