值此背景下,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体成为市场聚焦的新赛道。根据Yole预测数据, 2025年全球以半绝缘型衬底制备的GaN器件市场规模将达到20亿美元,2019-2025年复合年均增长率高达12%! 其中,军工和通信基站设备是GaN器件主要的应用市场,2025年市场规模分别为11.1亿美元和7.31亿美元
全球以导电型碳化硅衬底制备的SiC器件市场规模到2025年将达到25.62亿美元,2019- 2025年复合年均增长率高达30%! 其中,新能源汽车和光伏及储能是SiC器件主要的应用市场, 2025年市场规模分别为15.53亿美元和3.14亿美元。
本文中,我们将针对第三代半导体产业多个方面的话题,与国内外该领域知名半导体厂商进行探讨解析。
20世纪50年代以来,以硅(Si)、锗(Ge)为代的第一代半导体材料的出现,取代了笨重的电子管,让以集成电路为核心的微电子工业的发展和整个IT产业的飞跃。人们最常用的CPU、GPU等产品,都离不开第一代半导体材料的功劳。可以说是由第一代半导体材料奠定了微电子产业的基础。
然而由于硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低等原因,硅材料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。因此,以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体材料开始崭露头角,使半导体材料的应用进入光电子领域,尤其是在红外激光器和高亮度的红光二极管方面。与此同时,4G通信设备因为市场需求增量暴涨,也意味着第二代半导体材料为信息产业打下了坚实基础。
在第二代半导体材料的基础上,人们希望半导体元器件具备耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能更强、工作速度更快、工作损耗更低特性,第三代半导体材料也正是基于这些特性而诞生。
笔者注意到,对于第三代半导体产业各家半导体大厂的看法也重点集中在 “高效”、“降耗”、“突破极限” 等核心关键词上。
安森美中国汽车OEM技术负责人吴桐博士 告诉笔者: “第三代半导体优异的材料特性可以突破硅基器件的应用极限,同时带来更好的性能,这也是未来功率半导体最主流的方向。” 他表示随着第三代半导体技术的普及,传统成熟的行业设计都会有突破点和优化的空间。
英飞凌科技电源与传感系统事业部大中华区应用市场总监程文涛 则从能源角度谈到,到2025年,全球可再生能源发电量有望超过燃煤发电量,将推动第三代半导体器件的用量迅速增长。 在用电端,由于数据中心、5G通信等场景用电量巨大,节电降耗的重要性凸显,也将成为率先采用第三代半导体器件做大功率转换的应用领域。
第三代半导体材料区别于前两代半导体材料最大的区别就在于带隙的不同。 第一代半导体材料属于间接带隙,窄带隙第二代半导体材料属于直接带隙,同样也是窄带隙二第三代半导体材料则是全组分直接带隙,宽禁带。
和前两代半导体材料相比,更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。
随着碳化硅、氮化镓等具有宽禁带特性(Eg>2.3eV)的新兴半导体材料相继出现,世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起。具体来看:
与硅相比, 碳化硅拥有更为优越的电气特性 :
1.耐高压 :击穿电场强度大,是硅的10倍,用碳化硅制备器件可以极大地 提高耐压容量、工作频率和电流密度,并大大降低器件的导通损耗
2.耐高温 :半导体器件在较高的温度下,会产生载流子的本征激发现象,造成器件失效。禁带宽度越大,器件的极限工作温度越高。碳化硅的禁带接近硅的3倍,可以保证碳化硅器件在高温条件下工作的可靠性。硅器件的极限工作温度一般不能超过300℃,而碳化硅器件的极限工作温度可以达到600℃以上。同时,碳化硅的热导率比硅更高,高热导率有助于碳化硅器件的散热,在同样的输出功率下保持更低的温度,碳化硅器件也因此对散热的设计要求更低,有助于实现设备的小型化
3.高频性能 :碳化硅的饱和电子漂移速率是硅的2倍,这决定了碳化硅器件可以实现更高的工作频率和更高的功率密度。基于这些优良的特性,碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底,可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求,已应用于射频器件及功率器件。
氮化镓则具有宽禁带、高电子漂移速度、高热导率、耐高电压、耐高温、抗腐蚀、耐辐照等突出优点。 尤其是在光电子器件领域,氮化镓器件作为LED照明光源已广泛应用,还可制备成氮化镓基激光器在微波射频器件方面,氮化镓器件可用于有源相控阵雷达、无线电通信、基站、卫星等军事 或者民用领域氮化镓也可用于功率器件,其比传统器件具有更低的电源损耗。
半导体行业有个说法: “一代材料,一代技术,一代产业” ,在第三代半导体产业规模化出现之前,也还存在着不少亟待解决的技术难题。
第三代半导体全产业链十分复杂,包括衬底→外延→设计→制造→封装。 其中,衬底是所有半导体芯片的底层材料,起到物理支撑、导热、导电等作用外延是在衬底材料上生长出新的半导体晶层,这些外延层是制造半导体芯片的重要原料,影响器件的基本性能设计包括器件设计和集成电路设计,其中器件设计包括半导体器件的结构、材料,与外延相关性很大制造需要通过光刻、薄膜沉积、刻蚀等复杂工艺流程在外延片上制作出设计好的器件结构和电路封装是指将制造好的晶圆切割成裸芯片。
前两个环节衬底和外延生长正是第三代半导体生产工艺及其难点所在。我们重点挑选碳化硅、氮化镓两种典型的第三代半导体材料来看,它们的生产制备到底还面临哪些问题。
从碳化硅来看,还需要“降低衬底生长缺陷,以及提高工艺效率” 。首先碳化硅单晶制备目前最常用的是物理气相输运法(PVT)或籽晶的升华法,而碳化硅单晶在形成最终的短圆柱状之前,还需要通过机械加工整形、切片、研磨、抛光等化学机械抛光和清洗等工艺才能成为衬底材料。
这一机械、化学制造过程存在着加工困难、制造效率低、制造成本高等问题。此外,如果再加上考虑单晶加工的效率和成本问题,那还能够保障晶片具备良好的几何形貌,如总厚度变化、翘曲度、变形,而且晶片表面质量(粗糙度、划伤等)是否过关等,这都是碳化硅衬底制备中的巨大挑战。
此外,碳化硅材料是目前仅次于金刚石硬度的材料,材料的机械加工主要以金刚石磨料为基础切割线、切割刀具、磨削砂轮等工具。这些工具的制备难度大,使用寿命短,加工成本高,为了延长工具寿命、提高加工质量,往往会采用微量或极低速进给量,这就牺牲了碳化硅材料制备的整体生产效率。
对于氮化镓来说,则更看重“衬底与外延材料需匹配”的难题 。由于氮化镓在高温生长时“氮”的离解压很高,很难得到大尺寸的氮化镓单晶材料,当前大多数商业器件是基于异质外延的,比如蓝宝石、AlN、SiC和Si材料衬底来替代氮化镓器件的衬底。
但问题是这些异质衬底材料和氮化镓之间的晶格失配和热失配非常大,晶格常数差异会导致氮化镓衬底和外延层界面处的高密度位错缺陷,严重的话还会导致位错穿透影响外延层的晶体质量。这也就是为什么氮化镓更看重衬底与外延材料需匹配的难点。
在落地到利用第三代半导体材料去解决具体问题时,程文涛告诉OFweek维科网·电子工程, 英飞凌的碳化硅器件所采用的沟槽式结构解决了大多数功率开关器件的可靠性问题。
比如现在大多数功率开关器件产品采用的是平面结构,难以在开关的效率上和长期可靠性上得到平衡。采用平面结构,如果要让器件的效率提高,给它加点电,就能导通得非常彻底,那么它的门级就需要做得非常薄,这个很薄的门级结构,在长期运行的时候,或者在大批量运用的时候,就容易产生可靠性的问题。
如果要把它的门级做的相对比较厚,就没办法充分利用沟道的导通性能。而采用沟槽式的做法就能够很好地解决这两个问题。
吴桐博士则从产业化的角度提出, 第三代半导体技术的难点在于有关设计技术和量产能力的协调,以及对长期可靠性的保障。尤其是量产的良率,更需要持续性的优化,降低成本,提升可靠性。
观察当前半导体市场可以发现,占据市场九成以上的份额的主流产品依然是硅基芯片。
但近些年来,“摩尔定律面临失效危机”的声音不绝于耳,随着芯片设计越来越先进,芯片制造工艺不断接近物理极限和工程极限,芯片性能提升也逐步放缓,且成本不断上升。
业界也因此不断发出质疑,未来芯片的发展极限到底在哪,一旦硅基芯片达到极限点,又该从哪个方向下手寻求芯片效能的提升呢?笔者通过采访发现,国内外厂商在面对这一问题时,虽然都表达出第三代半导体产业未来值得期待,但也齐齐提到在这背后还需要重点解决的成本问题。
“目前硅基半导体从架构上、从可靠性、从性能的提升等方面,基本上已经接近了物理极限。第三代半导体将接棒硅基半导体,持续降低导通损耗,在能源转换的领域作出贡献,” 程文涛也为笔者描述了当前市场上的一种现象:可能会存在一些定价接近硅基半导体的第三代半导体器件,但并不代表它的成本就接近硅基半导体。因为那是一种商业行为,就是通过低定价来催生这个市场。
以目前的工艺来讲,第三代半导体的成本还是远高于硅基半导体 ,程文涛表示:“至少在可见的将来,第三代半导体不会完全取代第一代半导体。因为从性价比的角度来说,在非常宽的应用范围中,硅基半导体目前依然是不二之选。第三代半导体目前在商业化上的瓶颈就是成本很高,虽然在迅速下降,但依然远高于硅基半导体。”
作为中国碳化硅功率器件产业化的倡导者之一,泰科天润同样也表示对第三代半导体产业发展的看好。
虽然碳化硅单价目前比硅高不少,但从系统整体的角度来看,可以节约电感电容以及散热片。如果是大功率电源系统整体角度看成本未必更高,同时还能更好地提升效率。 这也是为什么现阶段虽然单器件碳化硅比硅贵,依然不少领域客户已经批量使用了。
从器件的角度来看,碳化硅从四寸过度到六寸,未来往八寸甚至十二寸发展,碳化硅器件的成本也将大幅度下降。据泰科天润介绍,公司新的碳化硅六寸线于去年就已经实现批量出货,为客户提供更高性价比的产品,有些产品实现20-30%的降价幅度。除此之外,泰科天润耗时1年多成功开发了碳化硅减薄工艺,在Vf水平不变的情况下,可以缩小芯片面积,进一步为客户提供性价比更高的产品。
泰科天润还告诉笔者:“这两年随着国外友商的缺货或涨价,比如一些高压硅器件,这些领域已经出现碳化硅取代硅的现象。随着碳化硅晶圆6寸产线生产技术的成熟,8寸晶圆的发展,碳化硅器件有望与硅基器件达到相同的价格水平。”
吴桐博士认为, 目前来看在不同的细分市场,第三代半导体跟硅基器件是一个很好的互补,也是价钱vs性能的一个平衡。随着第三代半导体的成熟以及成本的降低,最终会慢慢取代硅基产品成为主流方案。
那么对于企业而言,该如何发挥第三代半导体的综合优势呢?吴桐博士表示,于安森美而言,首先是要垂直整合,保证稳定的供应链,可长期规划的产能布局以及达到客观的投资回报率其次是在技术研发上继续发力,比如Rsp等参数,相比行业水准,实现用更小的半导体面积实现相同功能,这样单个器件成本得以优化第三是持续地提升FE/BE良率,等效的降低成本第四是与行业大客户共同开发定义新产品,保证竞争力以及稳定的供需关系最后也是重要的一点,要帮助行业共同成长,蛋糕做大,产能做强,才能使得单价有进一步下降的空间。
第三代半导体产业究竟掀起了多大的风口?根据《2020“新基建”风口下第三代半导体应用发展与投资价值白皮书》内容:2019年我国第三代半导体市场规模为94.15亿元,预计2019-2022年将保持85%以上平均增长速度,到2022年市场规模将达到623.42亿元。
其中,第三代半导体衬底市场规模从7.86亿元增长至15.21亿元,年复合增速为24.61%,半导体器件市场规模从86.29亿元增长至608.21亿元,年复合增速为91.73%。
得益于第三代半导体材料的优良特性,它在 光电子、电力电子、通讯射频 等领域尤为适用。具体来看:
光电子器件 包括发光二极管、激光器、探测器、光子集成电路等,多用于5G通信领域,场景包括半导体照明、智能照明、光纤通信、光无线通信、激光显示、高密度存储、光复印打印、紫外预警等
电力电子器件 包括碳化硅器件、氮化镓器件,多用于新能源领域,场景包括消费电子、新能源汽车、工业、UPS、光伏逆变器等
微波射频器件 包括HEMT(高电子迁移率晶体管)、MMIC(单片微波集成电路)等,同样也是用在5G通信领域,不过场景则更加高端,包括通讯基站及终端、卫星通讯、军用雷达等。
现阶段,欧美日韩等国第三代半导体企业已形成规模化优势,占据全球市场绝大多数市场份额。我国高度重视第三代半导体发展,在研发、产业化方面出台了一系列支持政策。国家科技部、工信部等先后开展了“战略性第三代半导体材料项目部署”等十余个专项,大力支持第三代半导体技术和产业发展。
早在2014年,工信部发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》提出设立国家产业投资基金,重点支持集成电路等产业发展,促进工业转型升级,同时鼓励社会各类风险投资和股权投资基金进入集成电路领域在去年全国人大发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,进一步强调培育先进制造业集群,推动集成电路、航空航天等产业创新发展。瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。
具体来看当前主要应用领域的发展情况:
1.新能源汽车
新能源汽车行业是未来市场空间巨大的新兴市场,全球范围内新能源车的普及趋势明朗。随着电动汽车的发展,对功率半导体器件需求量日益增加,成为功率半导体器件新的经济增长点。得益于碳化硅功率器件的高可靠性及高效率特性,在车载级的电机驱动器、OBC及DC/DC部分,碳化硅器件的使用已经比较普遍。对于非车载充电桩产品, 由于成本的原因,目前使用比例还相对较低,但部分厂商已开始利用碳化硅器件的优势,通过降低冷却等系统的整体成本找到了市场。
2.光伏
光伏逆变器曾普遍采用硅器件,经过40多年的发展,转换效率和功率密度等已接近理论极限。碳化硅器件具有低损耗、高开关频率、高适用性、降低系统散热要求等优点,将在光伏新能源领域得到广泛应用。例如,在住宅和商业设施光伏系统中的组串逆变器里,碳化硅器件在系统级层面带来成本和效能的好处。
3.轨道交通
未来轨道交通对电力电子装置,比如牵引变流器、电力电子电压器等提出了更高的要求。采用碳化硅功率器件可以大幅度提高这些装置的功率密度和工作效率,有助于明显减轻轨道交通的载重系统。目前,受限于碳化硅功率器件的电流容量,碳化硅混合模块将首先开始替代部分硅IGBT模块。未来随着碳化硅器件容量的提升,全碳化硅模块将在轨道交通领域发挥更大的作用。
4.智能电网
目前碳化硅器件已经在中低压配电网开始了应用。未来更高电压、更大容量、更低损耗的柔性输变电将对万伏级以上的碳化硅功率器件具有重大需求。碳化硅功率器件在智能电网的主要应用包括高压直流输电换流阀、柔性直流输电换流阀、灵活交流输电装置、高压直流断路器、电力电子变压器等装置中。
第三代半导体自从在2021年被列入十四五规划后,相关概念持续升温,迅速成为超级风口,投资热度高居不下。
时常会听到业内说法称,第三代半导体国内外都是同一起跑线出发,目前大家差距相对不大,整个产业发展仍处于爆发前的“抢跑”阶段,对国内而言第三代半导体材料更是有望成为半导体产业的“突围先锋”,但事实真的是这样吗?
从起步时间来看,欧日美厂商率先积累专利布局,比如 英飞凌一直走在碳化硅技术的最前沿,从30年前(1992年)开始包含碳化硅二极管在内的功率半导体的研发,在2001年发布了世界上第一款商业化碳化硅功率二极管 ,此后至今英飞凌不断推出了各种性能优异的碳化硅功率器件。除了产品本身,英飞凌在2018年收购了Siltectra,致力于通过冷切割技术优化工艺流程,大幅提高对碳化硅原材料的利用率,有效降低碳化硅的成本。
安森美也是第三代半导体产业布局中的佼佼者,据笔者了解, 安森美通过收购上游碳化硅供应企业GTAT实现了产业链的垂直整合,确保产能和质量的稳定。同时借助安森美多年的技术积累以及几年前收购Fairchild半导体基因带来的技术补充,安森美的碳化硅技术已经进入第三代,综合性能在业界处于领先地位 。目前已成为世界上少数提供从衬底到模块的端到端碳化硅方案供应商,包括碳化硅球生长、衬底、外延、器件制造、同类最佳的集成模块和分立封装方案。
具体到技术上, 北京大学教授、宽禁带半导体研究中心主任沈波 也曾提出,国内第三代半导体和国际上差距比较大,其中很重要的领域之一是碳化硅功率电子芯片。这一块国际上已经完成了多次迭代,虽然8英寸技术还没投入量产,但是6英寸已经是主流技术,二极管已经发展到了第五代,三极管也发展到了第三代,IGBT也已进入产业导入前期。
另外车规级的碳化硅MOSFET模块在意法半导体率先通过以后,包括罗姆、英飞凌、科锐等国际巨头也已通过认证,国际上车规级的碳化硅芯片正逐渐走向规模化生产和应用。反观国内,目前真正量产的主要还是碳化硅二极管,工业级MOSFET模块估计到明年才能实现规模量产,车规级碳化硅模块要等待更长时间才能量产。
泰科天润也直言,国内该领域仍处于后发追赶阶段:器件方面,从二极管的角度, 国产碳化硅二极管基本上水平和国外差距不大,但是碳化硅MOSFET国内外差距还是有至少1-2代的差距 可靠性方面,国外碳化硅产品市场应用推广较早,积累了更加丰富的应用经验,对产品可靠性的认知,定义以及关联解决可靠性的方式都走得更前一些,国内厂家也在推广市场的过程中逐步积累相关经验产业链方面,国外厂家针对碳化硅的材料优势,相关匹配的产业链都做了对应的优化设计,使之能更加契合的体现碳化硅的材料优势。
OFweek维科网·电子工获悉,泰科天润在湖南新建的碳化硅6寸晶圆产线,第一期60000片/六寸片/年。此产线已经于去年实现批量出货,2022年始至4月底已经接到上亿元销售订单。 作为国内最早从事碳化硅芯片生产研发的公司,泰科天润积累了10余年的生产经验,针对特定领域可以结合自身的研发,生产和工艺一体化,快速为客户开发痛点新品 ,例如公司全球首创的史上最小650V1A SOD123,专门针对解决自举驱动电路已经替换高压小电流Si FRD解决反向恢复的痛点问题而设计。
虽然说IDM方面,我国在碳化硅器件设计方面有所欠缺,少有厂商涉及于此,但后发追赶者也不在少数。
就拿碳化硅产业来看,单晶衬底方面国内已经开发出了6英寸导电性碳化硅衬底和高纯半绝缘碳化硅衬底。 山东天岳、天科合达、河北同光、中科节能 均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。
此外,在模块、器件制造环节我国也涌现了大批优秀的企业,包括 三安集成、海威华芯、泰科天润、中车时代、世纪金光、芯光润泽、深圳基本、国扬电子、士兰微、扬杰科技、瞻芯电子、天津中环、江苏华功、大连芯冠、聚力成半导体 等等。
OFweek维科网·电子工程认为,随着我国对新型基础建设的布局展开和“双碳”目标的提出,碳化硅和氮化稼等第三代半导体的作用也愈发凸显。
上有国家支持政策,下有新能源汽车、5G通信等旺盛市场需求, 我国第三代半导体产业也开始由“导入期”向“成长期”过渡,初步形成从材料、器件到应用的全产业链。但美中不足在于整体技术水平还落后世界顶尖水平好几年,因此在材料、晶圆、封装及应用等环节的核心关键技术和可靠性、一致性等工程化应用问题上还需进一步完善优化。
当前,全球正处于新一轮科技和产业革命的关键期,第三代半导体产业作为新一代电子信息技术中的重点组成部分,为能源革命带来了深刻的改变。
在此背景下,OFweek维科网·电子工程作为深耕电子产业领域的资深媒体,对全球电子产业高度关注,紧跟产业发展步伐。为了更好地促进电子工程师之间技术交流,推动国内电子行业技术升级,我们继续联袂数十家电子行业企业技术专家,推出面向电子工程师技术人员的专场在线会议 「OFweek 2022 (第二期)工程师系列在线大会」 。
本期在线会议将于6月22日在OFweek官方直播平台举办,将邀请国内外知名电子企业技术专家,聚焦半导体领域展开技术交流,为各位观众带来技术讲解、案例分享和方案展示。
作者｜李曙光
编辑｜胡刘继
9月15日是“薛定谔的iPhone12”发布前夜，也是华为芯片被断供首日。
这两个话题都上了热搜。于是，便出现了一种很奇妙的分层：有人满怀期待，iPhone12今夜到底会不会发布；有人扼腕痛惜，华为是否已到穷途末路，大骂再也不买苹果。
只是无论如何选择，有些事情已然无可回避。华为的芯片困局，目前无解。
自15日起，美国对于华为的禁令将全面生效。在全球范围内，任何使用美国技术的厂商，将不能擅自与华为进行交易、合作。
华为的芯片设计公司海思，将无法获得台积电的代工。这意味着在美国禁令松动或国产晶圆代工技术取得重大突破之前，华为高端芯片需求仅能来自库存。
这场围猎华为的 游戏 ，自此正式进入白热化。在华为危机背后，中国半导体产业的深层问题错节盘根，难以仅靠修剪表面枝叶解决。
目前，各方对华为芯片的储备数量口径不一。
《日本经济新闻》在5月刊文称，“华为已确保了最多够用1.5至2年的半导体库存，以维持主力业务通信设备及服务器使用的半导体供给。”
但这仅是通信业务方面，以美国厂商赛灵思和英特尔的高端产品为主，对应的是华为通信业务的需求。
在手机芯片储备上，来自产业链端的消息是，台积电供给华为的下一代 5nm 制程麒麟芯片，约为 800 万片。
通信行业资深独立分析师黄海峰则认为：“麒麟9000备货量应约1000万片，可以支撑半年左右。”
据接近华为的人士对市界表示：“华为手机芯片储备量，至少可满足至华为明年上半年的需求。”
华为在2020年上半年手机出货量已超过三星，位列全球第一。上代旗舰手机Mate30系列上市仅4个月，全球销量超过1200万台。因此，即便按照1000万片手机芯片储备算，也仅够华为的一时之需。
2017年“中兴事件”事件之后，美国对华为共计进行了多达10次的制裁升级。
在华为之前，从未有一家公司被美方这样持久、不间断地打压制裁。
为什么是华为？大部分公众心里知晓一些答案，但可能并不明晰。
信息技术（ICT，Information and Communication Technology）催生了第三次工业革命。 美国是第三次工业革命的主导国和发起国，在ICT产业链的各个环节都占据核心优势。
学界普遍认为，21世纪在人工智能的主导下，将步入智能 社会 。智能 社会 由三个战略核心组成：一、芯片/半导体，即信息智能 社会 的心脏，负责信息的计算处理；二、软件/ *** 作系统，即信息智能 社会 的大脑，负责信息的规划决策、资源的调度；三、通信，即信息智能 社会 的神经纤维和神经末梢，负责信息的传输与接收。
作为主导未来 社会 的核心，ICT产业是各国竞赛的必争之地，事关第四次工业革命主导权。
中国在通信和手机等智能终端领域取得了一些市场和技术优势，但是在芯片/半导体上，依旧难以撼动美国的地位。在软件/ *** 作系统上则更为薄弱，在技术、成本、市场等方面暂未找到突破口。
华为虽然在 *** 作系统上目前没有太大建树，但却是中国企业中唯一一家能横跨通信、智能设备（手机、电脑）、半导体/芯片三个领域，撕开美国 科技 铁幕的企业。
这是华为招致美国猛烈打压的根本原因。
点点星光遭遇狂风，华为能否最终摆脱困境？最现实的问题是，华为的芯片储备能够用多久？
多位业内人士对市界表达了不同的意见，悲观者与乐观者皆有之。 一个普遍共识是，短期华为摆脱芯片压力最好解决办法是：美国能够在芯片政策禁令上有所松动，让华为外购高通、联发科、三星厂商的高端芯片，否则华为将会在很长一段时间内元气大伤。
Wit Display首席分析师林芝对市界表示：目前华为芯片之困暂时无解。华为无法逃脱美国半导体产业链“魔爪”，短时间内自建晶圆代工厂不太可能实现。芯片被断供之后，华为更可能从三星、联发科、高通等非中国大陆厂商采购芯片。但现在美国针对联发科、SEMI向华为供货的申请或者呼吁没有给出明确的指示，所有的芯片厂商9月15日之后都不敢给华为供货，华为暂时只能靠备货芯片维持，为重新获得供货争取时间。
高通、联发科和台积电等多家芯片产业链巨头，在美国5月15日的禁令之后，已经向美国政府申请，能够在9月15日后继续供货华为。
但目前尚未有任何一家公司公开表示得到积极回复。
华为研究专家、《华为国际化》作者周锡冰对市界表达了华为问题的乐观态度。他认为： 美国的政治环境有所不同，只要平衡好各方利益，在美国任何事情都是可以谈的。 高通、通用电气等大公司都在试图影响美国政府，高通在美国总统竞选中，提供大量的竞选资金。此前中兴禁令的撤销，这些力量起到了重要作用。再加上美国11月大选的变局，华为在美国政府中寻找到突破口的机会较大。关键是如何平衡好各方利益。
TikTok近期好转的迹象其实印证了这种观点的可能性。
5月15日，美国技术禁令发出后，联发科曾被认为是华为绕开芯片禁令的理想合作者。
但随后在8月17日，美国商务部发布对华为的修订版禁令，试图“阻断”华为外购芯片方案。禁令新增了数条细则，限制了实体清单中的华为作为“买方”“中间收货人”“最终收货人”或“最终用户”参与相关交易，若要交易必须获得许可。
一位联发科内部人士告诉市界：“目前正在商谈中，很有可能最后能够为华为供货。”
而上述接近华为人士亦表示，目前华为也在和三星积极接触、商谈。
博弈仍然在继续。没有任何一方此时亮出全部底牌，给这个敏感又牵一发动全身的问题盖棺定论。
另一个普遍共识是，华为芯片问题被掣肘，除了表面上的竞争和博弈，也应引起中国半导体产业形态，乃至基础科研人员的反思。
中国半导体产业竞争力薄弱
“祸固多藏于隐微，而发于人之所忽。”今日之果，源于昨日之因。
几十年来，劳动密集型产业是中国大陆致富的途径，而半导体需要动辄几十亿的前期投入，而且要10年甚至更久才能见效，鲜有中国企业有这等财力或经验能进行这种理性投资。
过往在全球化大势进程中，直接买芯片一直是中国企业更经济划算的做法。
当局势突变，大家方才意识到，在高 科技 领域中国企业依旧有很长的路要走。
海思的麒麟芯片近年来依靠和华为手机的配合，在市场上逐渐打开了局面，但还是要清楚地意识到：海思的成功也仅仅是在半导体产业链中的IC设计环节，依靠华为手机，占据了11.7%（据市调机构Counterpoint Research发布的2019年全年数据）的市场占有率。
在整个半导体产业链环节中，除海思之外，中国的声音非常微弱。
完整的芯片设计可以分为设计、制造与封装测试三个环节。
但仅仅是设计环节，都是一个庞然的产业链。
海思、联发科、高通都是芯片设计公司。 进行芯片设计之前首先需要“架构”，PC 端一般有英特尔的X86架构。移动端主流都是ARM公司的“ARM架构”。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，移动市场几乎被其垄断。
由于涉及到繁杂的专利问题和技术壁垒，中国目前几乎没有专门的手机芯片架构设计公司。华为的巴龙 5000 通信基带芯片采用的是华为自研的架构，不受 ARM 架构授权的影响，但是属于通信网络芯片。
即便有了架构，华为在进行设计前，还必须使用“EDA 软件工具”。EDA芯片设计软件亦是一个技术壁垒颇高的产业，并且由美国主导。
目前国内EDA企业成规模的仅有华大九天、概伦电子、芯愿景等公司，市场占有率微乎其微。
美国三大厂商Synopsys（新思 科技 ）、Cadence（楷登电子）以及Mentor Graphics（明导 科技 ，2016年被西门子收购）则占据了80%以上的市场。
EDA工具链条较长，需要和晶圆代工厂密切配合，但国产先进制程代工也较为落后。 中芯国际目前能够量产商用的是14nm工艺，这个制程水平是5年前的苹果A9处理器水平。
因此，国产EDA企业在落后的路上进行追赶时，不仅跑得慢，跑道也更弯曲。
即便解决了架构和软件，在海思无法触及的芯片生产、封装过程中，依旧由诸多美国技术主导。
华为遭受美国制裁后，中芯国际一直态度谨慎，8月10日，投资者公开询问中芯国际，在美国禁令缓冲期后，还能否继续生产华为海思14nm芯片？中芯国际回应：其面向海内外多元化客户，须尊重经营地法律，合法合规经营。
不少人在网上对于中芯国际的保守态度进行抨击，事实是，比起只会在键盘上打字的网友，中芯国际更清楚自己的处境。
如果美国完全苛刻地行使长臂管辖权，中芯国际理论上在9月15日之后也无法为华为代工。
中芯国际使用的芯片生产设备，离不开从美国企业应用材料（AMAT）和泛林（LAM）的进口。
而最为大众熟知的光刻机霸主荷兰ASML公司，其实是美国一手扶持起来的厂商。
在整个芯片大厦的建造中，知名如海思，也不过是其中小小一环的参与者，而不是主导者。
作为现代 社会 最核心的技术大脑，芯片生产的产业链非常长。每一个环节都需要投入巨额的资金，没有任何一个公司能够包圆这些过程，否则在资金、人才技术方面的压力不可想像。即便是美国，也仅仅在设备、材料、设计、软件工具等领域占据主导地位。
但这就够了，这种优势加上 *** 作系统的垄断，使美国成为地球最强 科技 强国。 中国目前在这个链条中的任何一环都不具备优势，都被掐着脖子。
任正非在2016年有一段令人深思的发言： “随着通信行业逼近香农定理、摩尔定律的极限，华为正在本行业攻入无人区，过去跟着人跑的‘机会主义’高速度将逐渐减缓。”
这句话指出了两个中国 科技 产业的现实：第一，过去我们有很多高速发展和“弯道超车”，一定程度上建立在跟着人家跑、在模仿中创新、在人口红利中撷取利润的基础上。
第二，现在的中国 科技 产业的命题，要从商业模式的创新，过渡到技术的创新，以及从工程数学、物理算法层面的创新，过渡到重大基础理论的创新。
困境的破局之道恐怕藏在教育、 科技 、创新环境等软实力之中。
残酷的是，已有技术优势的发达国家，早已提前努力封堵被追上的可能性。
《瓦森纳协定》最近逐渐成为公众讨论的热词。《瓦森纳协定》全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》，是1996年成立的一个旨在控制常规武器和高新技术贸易的国际性组织。
简单说就是， 世界上的33个主要发达国家联合起来，不把自己的先进技术出口给发展中国家，以长期垄断在发展中的优势地位。
日本就是《瓦森纳协定》协定的成员国，所以中日两国极少在重大技术领域合作；欧盟也是如此。
在《瓦森纳协定》下，芯片制造领域很多最先进的设备，中国是不能直接进口来的。
比如光刻机，全球半导体前15大设备供应商，全部都受到瓦森纳协定限制。出口给中国的设备一般要按照“N-2”的原则审批，就是要比最先进的技术晚两代。再加上审批中拖延个一年半载，实际上落后更多。
在《瓦森纳协定》下，中芯国际只能和比利时微电子研究中心（IMEC）合作。IMEC先从ASML应用材料买设备，用完5年后符合瓦森纳协议要求，再高价转卖给中芯国际。
这就导致中芯国际的设备永远落后国际先进水平5年。 技术之外，这或是中芯国际的量产制程停留在5年前的14nm水平的最大原因。
中国在上世纪80年代发起过半导体三大战役：1986年的“531战略”、1990年的“908工程”和1995年的“909工程”，以期能在高新技术领域追上发达国家的脚步。
在种种困难之下，中国企业没有坚持到最后，而逐渐形成了“造不如买”的思想。在短期效益的驱动下，企业大肆购买国外成熟技术产品和生产线，自主研发沦为下乘。
但芯片产业链的特征是前期需要投入巨大的时间和金钱成本，以换取最后的超高收益。国产芯片在发展的过程中，着实少了一些耐心。
2006年1月17日，“汉芯丑闻”爆发。
上海交通大学微电子学院院长陈进教授发明的“汉芯一号”，被爆仅是从摩托罗拉公司购入56800芯片，再找工人打磨掉MOTO的字样，打上“汉芯一号”，由此诞生了一款国产“世界领先”的芯片。
后来事情逐渐败露，大量媒体介入调查，“汉芯”真相公之于众。陈进在研发过程中，骗取了高达11亿元的科研资金。
此后，中国的芯片项目和公司，天然被公众蒙上一层质疑的眼光。
华为事件引发的中国芯片的尴尬，是无法从表面根治的问题，是一个系统性的产业问题，或许更是一个从基础教育、科研态度就埋下的问题。
浙江传媒学院互联网与 社会 研究院院长方兴东表示：唯有从基础研究出发，加快补上核心技术的短板，培育自己的产业生态，并且进一步在全球市场形成与美国体系的竞争能力，美国政客才无法将高 科技 “政治化”和“武器化”，全球高 科技 才能回归公平竞争的正常秩序。
华为研究专家周锡冰则表示：观察华为几十年，最佩服的是任正非，中国现在缺少像任正非这样高瞻远瞩的人。
海思是厚积薄发的典范，但是也花了华为二十年，前后千亿资金的投入，才在芯片设计一环有所成。可以想像，中国若要在半导体全产业链突围，该需要多少人才、资金、时间。
翻看论坛时会发现，“功成名就”的师兄师姐，总喜欢劝师弟师妹想开点：基础学科研究长久不见天日，跑去搞金融、互联网，买个茅台的股票分分钟翻倍，财富自由。
大树一年生当柴，三年五年生当桌椅，十年百年才有可能生成栋梁。
有时候，养深积厚的笨方法，才是养成坚厚壁垒的方式。
这次，或无直接捷径可走，亦难寻“弯道超车”的机会。
半导体是什么？当电流通过各种物体时，不同的物体对电流的通过有着不同的阻止能力，有的物体可使电流顺利通过，也有的物体不让其通过，或者在一定的阻力下让它通过。这种不同的物体通过电流的能力，叫做这种物体的导电性能。各种物体均有着不同的导电性能，凡是导电性能绩好的物体叫做导体。如银、铜、铝、铅、锡、铁、水银、碳和电解液等都是良好导体。反之，导电能力很差的物体叫做绝缘体。还有，有的物体的导电能力比导体差，但比绝缘体强，这种导体叫做半导体。如常用的晶体管原材料硅、锗等。收音机 CPU都是半导体
半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件（热敏电阻）；利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件，像光电池、光电管和光敏电阻等。
半导体还有一个最重要的性质，如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管等。
把一块半导体的一边制成P型区，另一边制成N型区，则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层，一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用（用黑色箭头表示）。中间部分为PN结的形成过程，示意载流子的扩散作用大于漂移作用（用蓝色箭头表示，红色箭头表示内建电场的方向）。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。
半导体是什么意思
顾名思义：导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）．
物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等，称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。
半导体的分类，按照其制造技术可以分为：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，最近虽然不常用，单还是按照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。
[编辑本段]半导体定义
电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。
半导体室温时电阻率约在10E-5～10E7欧·米之间，温度升高时电阻率指数则减小。
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Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-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（东北方言）：意指半导体收音机，因收音机中的晶体管由半导体材料制成而得名。
本征半导体
不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下，半导体的价带是满带(见能带理论)，受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对，均能自由移动，即载流子，它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。在一定温度下，电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。温度升高时，将产生更多的电子 - 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。
[编辑本段]半导体特点
半导体三大特性∶搀杂性、热敏性和光敏性。
在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。
在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化。
晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，称为晶格。
共价键结构：相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子）不但各自围绕自身所属的原子核运动，而且出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，构成共价键。
自由电子的形成：在常温下，少数的价电子由于热运动获得足够的能量，挣脱共价键的束缚变成为自由电子。
空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。
电子电流：在外加电场的作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流。
空穴电流：价电子按一......
LED和半导体分别是什么意思？
英文单词的缩写，主要含义：LED = Light Emitting Diode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光；LED = Large Electronic Display，大型电子展示；LED = Lupus erythematosus disseminatus，播散性红斑狼疮，一种慢性、特发性自身免疫病；led是lead的过去式和过去分词，意为“领导，带领”；俄罗斯Pulkovo机场的IATA代码。本词条主要介绍发光二极管。 LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附 三丰LED在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。 科技名词定义 中文名称：半导体 英文名称：semiconductor 定义：材料的电阻率界于金属与绝缘材料之间的材料。这种材料在某个温度范围内随温度升高而增加电荷载流子的浓度，电阻率下降。 所属学科：机械工程（一级学科）；仪器仪表材料（二级学科）；半导体材料(仪器仪表)（三级学科） 半导体（semiconductor），指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。 半导体：电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体 半导体室温时电阻率约在10-5～107欧·米之间，温度升高时电阻率指数则减小。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Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-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。 本征半导体 不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下，半导体的价带是满带(见能带理论)，受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴（图 1 ）。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对，均能自由移动，即载流子，它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。在一定温度下，电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。温度升高时，将产生更多的电子 - 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。 半导体半导体中杂质 半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。半导体中掺入微量杂......
半导体是什么？
你可以网上查
半导体中RF是什么意思
RF即射频（Radio Frequency）的意思，通常缩写为RF。表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于1礌000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式。
半导体厂里面sg bg分别是什么意思
Form formPreview = new Form()
public Leaf(string name) : base(name) { }
public override void Add(ponent c)
{
Console.WriteLine("Cannot add to a leaf")
}
public override void Remove(ponent c)
{
Console.WriteLine("Cannot remove to a leaf")
}
public override void Display(int depth)
{
Console.WriteLine(new string('-',depth)+name)
}
}
半导体是什么意思啊?
~~~就是导电性能介于导体和绝缘体之间的一类物质，初中的内容~~
半导体中经常说的IP啥意思
网络之间互连的协议（IP）是Internet Protocol的外语缩写，中文缩写为“网协”。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性，根据用户性质的不同，可以分为5类。另外，IP还有进入防护，知识产权，指针寄存器等含义。
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