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第三代半导体将迎发展风口

发布时间:2022-05-31 17:58  作者:下载凯时app登录  点击次数:

什么是第三代半导体


众所周知,硅基材料是半导体产业的基础。第一代半导体材料主要是指硅(Si)、锗元素(Ge)半导体材料。作为第一代半导体材料的锗和硅,在国际信息产业技术中的各类分立器件和应用极为普遍的集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机和迅速发展的新能源、硅光伏产业中都得到了极为广泛的应用。


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第二代半导体以砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)等化合物为代表,这类半导体主要用于制作高速、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。


第三代半导体以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等化合物为代表,又被称为宽禁带半导体材料,在应用方面,根据第三代半导体的发展情况,其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器、以及其他4个领域,每个领域产业成熟度各不相同。与前两代半导体材料相比,第三代半导体具备更宽的禁带宽度、饱和电子漂移速率高、更高的击穿电场、导热率高等优点。


半导体将迎来风口


从全球市场增速来看,据 Yole 预测,从 2021 年到 2026 年,碳化硅产品需求有望从 10 亿美元增长到 35 亿美元,氮化镓功率产品需求有望从不到 1 亿美元增长到 21 亿美元。在第一代半导体硅基芯片逼近物理极限之后,第三代半导体材料将成为创新增长的重要方向。


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与以硅基芯片为主导的半导体技术不同,在第三代半导体材料上,我国与其他国家处在同一起跑线上,如何把握发展机遇将成为重中之重。


台积电重兵抢进第三代半导体


晶圆代工大厂台积电看好包括电动汽车、5G射频、人工智能(AI)、高性能运算(HPC)等新兴应用的快速成长市场,与IDM厂及IC设计业者合作,开发出第一代硅基板氮化镓(GaN on Si)技术平台,又经过去年完成并进一步强化,支援多元的应用,开发中的第二代硅基板GaN技术平台,预计今年内完成。


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在第三代半导体中,无论是SiC还是GaN都属于特殊制程(专业技术),台积电目前正在加速先进制造工艺的开发和量产,但台积电今年的目标是将其专业技术占成熟工艺的份额提高到60%,首次超过50%,这是一个新的高度。


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