半導體晶圓材料分類
半導體經過近百年的發展,已經形成了三代半導體晶圓材料。
各種半導體材料是相輔相成的。適用於數字邏輯芯片、存儲芯片等。甘適用於高頻應用scan the code for elaborated solutions。SIC 適用於高壓應用。
各代半導體材料進行發展變化趨勢如下圖:
預計到2030年,第三代中國半導體的占有率已經超過50%。
第三代半導體介紹
1、氮化鎵
氮化鎵可用於1 ~ 110GHz 的高頻段defect detection system。三個主要的應用是 LED (照明,顯示) ,射頻通信,高頻功率器件。
LED應用方面,最近流行的miniLED用的是氮化鎵,射頻應用主要是基站PA。這就是華為為三安集成代工尋找的。功率器件主要用於低壓小米充電器,引起氮化鎵猜測。其實應用比例很小。semiconductor production systemsVR,AR的核心是VCSEL,也是用氮化鎵。預計2025年氮化鎵的市場規模將超過100億美元。
2、碳化矽
碳化矽具有四大優點: 高壓、高頻、高溫、壽命長,主要應用於電網、軌道交通、電動車輛和充電樁領域。在氮化鎵應用領域,如果與碳化矽襯底耦合,性能將會更好。
2017年,全球碳化矽功率器件市場規模約為4億美元,2023年將達到16.44億美元。年複合增長率為26.6%。
最近很火的特斯拉model3采用了意法半導體的24個碳化矽MOSFET模塊,對比矽基的IGBT續航能力可以通過提升5~10%。
3、兩者對比
由於其各自的特性,碳化矽是生長碳化矽外延片的首選基板材料,適用於高壓功率半導體器件,甘氏外延生長的低壓和中壓功率半導體器件,發光二極管和射頻。
功率半導體是電動汽車的核心,LED是顯示設備的核心,射頻是5G通信的核心。三者都是以碳化矽為基礎的,所以我覺得碳化矽是半導體材料之王,氮化鎵溫柔優雅,應該稱得上是半導體材料女王。