中国第三代半导体全名单

2022-11-16 14:53:53 作者:你是男神会发光
导读:中国第三代半导体全名单,据业内权威人士透露,我国计划把大力支持发展第三代半导体产业,写入“十四五”规划,计划在2021-2025年期间,在教育、科研、开发、融资...

据业内权势巨子人士吐露,我国打算把鼎力大举支持进展第三代半导体财产,写入“十四五”计划,打算在2021-2025年时期,在教诲、科研、开辟、融资、应用等等各个方面,鼎力大举支持进展第三代半导体财产,以期实现财产独立自主。



什么是第三代半导体?

第三代半导体因此碳化硅SiC、氮化镓GaN为主的宽禁带半导体质料,具有高击穿电场、高饱和电子速率、高热导率、高电子密度、高迁徙率、可蒙受大功率等特点。

一、二、三代半导体什么区别?

一、质料:

第一代半导体质料,发明并有用于20世纪50年月,以硅(Si)、锗(Ge)为代表,格外是Si,组成了统统规律器件的底子。我们的CPU、GPU的算力,都离不开Si的劳绩。

第二代半导体质料,发明并有用于20世纪80年月,重要是指化合物半导体质料,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表。此中GaAs在射频功放器件中饰演紧张脚色,InP在光通讯器件中应用遍及……

而第三代半导体,发明并有用于本世纪初年,涌现出了碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石(C)、氮化铝(AlN)等具有宽禁带(Eg>2.3eV)特性的新兴半导体质料,是以也被成为宽禁带半导体质料。

二、带隙:

第一代半导体质料,属于间接带隙,窄带隙;第二代半导体质料,直接带隙,窄带隙;第三代半导体质料,宽禁带,全组分直接带隙。

和传统半导体质料相比,更宽的禁带宽度许可质料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。

三、应用:

第一代半导体质料重要用于分立器件和芯片制造;

第二代半导体质料重要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件,也是制作高性能微波、毫米波器件的精良质料,遍及应用在微波通讯、光通讯、卫星通讯、光电器件、激光器和卫星导航等范畴。

第三代半导体质料遍及用于制作高温、高频、大功率和抗辐射电子器件,应用于半导体照明、5G通讯、卫星通讯、光通讯、电力电子、航空航天等范畴。第三代半导体质料已被以为是当今电子财产进展的新动力。

碳化硅(SiC)(第三代)具有高临界磁场、高电子饱和速率与极高热导率等特点,使得其器件实用于高频高温的应用场景,相较于硅器件(第一代),可以明显低落开关消耗。

是以,SiC可以制造高耐压、大功率电力电子器件如MOSFET、IGBT、SBD等,用于智能电网、新能源汽车等行业。与硅元器件(第一代)相比,氮化镓(GaN)(第三代)具有高临界磁场、高电子饱和速率与极高的电子迁徙率的特点,是超高频器件的极佳选择,实用于5G通讯、微波射频等范畴的应用。

第三代半导体质料具有抗高温、高功率、高压、高频以及高辐射等特性,相比第一代硅(Si)基半导体可以低落50%以上的能量丧失,同时使装备体积减小75%以上。

第三代半导体属于后摩尔定律观点,制程和设置装备摆设要求相对不高,难点在于第三代半导体质料的制备,同时在设计上要有上风。

第三代半导表现状

因为制造设置装备摆设、制造工艺以及本钱的劣势,多年来第三代半导体质料只是在小范畴内应用,无法挑衅Si基半导体的统治职位地方。

现在碳化硅(SiC)衬底技能相对简洁,国内已实现4英寸量产,6英寸的研发也已经完成。

氮化镓(GaN)制备技能仍有待提拔,国内企业现在可以小批量生产2英寸衬底,具备了4英寸衬底生产本领,并开辟出6英寸样品。

中国三代半导体质料中和环球的差距

一、中国在第一代半导体质料,以硅(Si)为代表和环球的差距最大。

1、生产设置装备摆设:险些全部的晶圆代工场都市用到美国公司的设置装备摆设,2019年环球前5名芯片设置装备摆设生产商3家来自美国;而中国的北方华创、中微半导体、上海微电子等中国优异的芯片公司只是在刻蚀设置装备摆设、洗濯设置装备摆设、光刻机等部门细分范畴实现突破,设置装备摆设范畴的国产化率还不到20%。

2、应用质料:美国已一连多年位列第一,我国的高端光刻胶险些依靠入口,环球5大硅晶圆的提供商据有了高达92.8%的产能,美国、日本、韩国的公司具有把持职位地方。

3、生产代工:2019年台积电市场占据率高达52%,韩国三星占了18%左右,中国最优异的芯片制造公司中芯国际只占5%,且在制程上前面两个相差30年的差距。

二、中国第二代半导体质料代表的砷化镓(GaAs)已经有突破的迹象。

1、砷化镓晶圆关键:依据Strategy Analytics数据,2018年前四大砷化镓外延片厂商为IQE(英国)、全新光电(VPEC,台湾)、住友化学(Sumitomo Chemicals,日本)、英特磊(IntelliEPI,台湾),市场占据率分别为54%、25%、13%、6%。CR4高达98%。

2、在砷化镓晶圆制造关键(Foundry+IDM):台湾系代工场为主流,稳懋(台湾)一家独大,据有了砷化镓晶圆代工市场的 71%份额,其次为宏捷(台湾)与环宇(GCS,美国),分别为9%和8%。

3、从砷化镓产物来看(PA为主),环球竞争格式也因此泰西产商为主,最大Skyworks(思佳讯),市场占据率为30.7%,其次为Qorvo(科沃,RFMD和TriQuint归并而成),市场份额为28%,第三名为Avago(安华高,博通收购)。这三家都是美国企业。

在砷化镓三大财产链关键:晶圆、晶圆制造代工、焦点元器件关键,现在都以泰西、日本和台湾厂商为主导。中国企业起步晚,在财产链中话语权不强。

不外从三个关键来看,已经有突破的迹象。如华为便是将手机射频要害部件PA通过本身研发然后转单给三安光电代工的。

4、中国在以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为代表第三代半导体质料方面有追逐和超车的良机。

因为第三代半导体质料及应用财产发明并有用于本世纪初年,列国的研究和程度相差不远,国内财产界和专家以为第三代半导体质料成了我们开脱集成电路(芯片)被动场合排场,实现芯片技能追逐和超车的良机。

就像汽车财产,中国便是使用进展新能源汽车的模式来拉近和美、欧、日系等汽车强国的间隔的,而且在某些范畴实现了弯道超车、换道超车的场合排场。三代半质料性能优秀、将来应用遍及,假如从这方面赶超是存在时机的。

中国三代半导体质料相干公司


第三代半导体研发历程中的测试难点

传统测试东西,测试效果会让研发职员困扰,无法推断真实的信号波形是因测试题目导致,照旧器件或体系自己的题目。
GaN 应用于PD快充,OBC,上管Vgs无法测试,意外试会导致烧板子,炸管,产物有宁静隐患
SiC多用于新能源逆变器、轨道交通、电驱动等大功率器件的应用,半桥及全桥电路上管无法正确丈量,意外试会导致烧板子,炸管,产物有宁静隐患,会导致捐躯SiC的优秀性能来包管产物宁静要求。

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