第一代、第二代、第三代半导体材料分别是?

第一代、第二代、第三代半导体材料分别是?,第1张

1.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、电视、航空航天、各类军事工程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,硅芯片在人类社会的每一个角落无不闪烁着它的光辉。

2.第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料,如砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb);三元化合物半导体,如GaAsAl、GaAsP;还有一些固溶体半导体,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半导体(又称非晶态半导体),如非晶硅、玻璃态氧化物半导体;有机半导体,如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。

3.第三代半导体材料主要以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料。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。在前沿研究领域,宽禁带半导体还处于实验室研发阶段。

扩展资料

Si和化合物半导体是两种互补的材料,化合物的某些性能优点弥补了Si晶体的缺点,而Si晶体的生产工艺又明显的有不可取代的优势,且两者在应用领域都有一定的局限性,因此在半导体的应用上常常采用兼容手段将这二者兼容,取各自的优点,从而生产出符合更高要求的产品,如高可靠、高速度的国防军事产品。因此第一、二代是一种长期共同的状态。

但是第三代宽禁带半导体材料,可以被广泛应用在各个领域,消费电子、照明、新能源汽车、导d、卫星等,且具备众多的优良性能可突破第一、二代半导体材料的发展瓶颈,故被市场看好的同时,随着技术的发展有望全面取代第一、二代半导体材料。

参考资料百度百科——半导体材料

有市场,就会有变化!

在半导体方面美设计出全球多数的芯片,但是在制造方面逐年不给力,比如英特尔停在10nm上就有一段时间。在特不靠谱限制芯片出口以及全球芯片荒的不断蔓延情况下,致使各个国家和企业都开始注重半导体的发展,提高产能的输出,如果美在制造方面能够回到巅峰,那么在该领域的实力将会呈几何形式的增长,这是毋庸置疑的!

反观国内,暂且不说美发布了2nm的技术我们还在14nm上,单纯地说设备说材料,都够一阵忙活的,中科院表示还有35项关键性技术需要攻克,而近期吴汉明院士也表示没有一个国家和地区能够轻松制造高端光刻机,在半导体材料方面,某知情人士表示如果28nm产线能够成熟,也是可以做到的。当下来看, 大家都在追赶先进工艺,都在提高产能,而国内半导体似乎一直处于被“围堵”状态,如今美手中再多两张“王牌”,中国芯又该如何突围呢?

中芯在追平14nm之后开始扩产28nm,在大家都觉得成熟工艺市场更重要的时候,老美的IBM发布了2nm芯片技术,这尽管只是技术性发布,但还是具有震慑力的。

不过在我看来现在老美手里的“王牌”有两个,一个是代工厂,一个是联盟。

美本土产能已经下降到12%,美市场56%的芯片需求都是由台积电来完成,这还得了?大家都在争产能都制造能力,美经过一系列公开信的呼吁之后, 也开始加急拔高制造业的地位,首先就是邀请的台积电过去建厂。

虽然前几次都被台积电拒绝,但是后面还是赴美建厂, 甚至从此前的一座5nm晶圆厂扩成了6座,而且其中还涉及到3nm,不可谓不疯狂。

紧接着有意思的一幕来了,三星自己携带170亿过去建厂,出手也是3nm领域, 这下老美同时拥有了晶圆代工领域的两个扛把子,就问你还有谁!估计英特尔都会笑醒!

将制造业的产业链拉起,那么势必会刺激本土的产业,这样一来就算后期不会出现技术转让啥的, 但对于美的半导体行业来说,这是一针“振奋剂”。

拜D拿出520亿作为5年的补贴,但是这还不算, 近期有网友吐槽有60余家企业在美组成了半导体联盟,向美申请了一部分补贴,但其中并没有大陆半导体企业。这就不言而喻了。

所以你看,一边是刺激本土的发展,一边是将联盟组建,这不管是技术还是产业,似乎都在自己手里了。

那么国内呢?

中芯尽管拿到了“成熟工艺”的许可,但是现在哪怕是一个小小的零配件进口都是难的,美严格把控, 况且一条产业所涉及到的设备,超6成都是美系。

如今联盟的成立,技术方面的壁垒或将比此前要高,怎么办?

此前国内院士便呼吁,我们没有别的路要走,唯有自研才是正路,是时候放弃幻想了!

项立刚更是指出,芯片强国路线,不会因外部环境改变而动摇,甚至表示,你合作你的投资你的,我走我的。

其认为只有发展自己的芯片产业才能够稳住长久发展,而中国市场就是一个很好的保障,再反观老美,如果能够实现芯片设计、制造、销售于一体,那对国内的影响确实挺大,但恰恰相反,国内市场,是他们做需求的,如果芯片卖不出去,留在家“发霉”吗?

美在不断加大投资加大合作,而国内也在攻克技术难关,至于今后会怎样,市场会给出答案,且拭目以待吧!

芯片的发展历史(一)

第一,本人不是从事芯片产业工作的,只是理工科毕业,知道一些,但是对于芯片及技术方面的,大部分是不懂的。

第二,文中会提到很多上市公司,只是作为一个分析,不做买卖参考。如果有人要去 *** 作,一定自己研究一下基本面,我尽量保证引用的资料正确,但是买卖 *** 作还是要自己负责。

近期在研究半导体产业链,所以想写一些文章,尤其是希望能够分享自己研究的心得,希望大家能够多多支持。

本文主要是讲讲芯片技术的发展。

半导体产业中,集成电路(IC)占比超过80%,所以集成电路基本上等同于半导体产业。所以经常说到的芯片,集成电路,IC,半导体产业都是同一个意思,都是是指将一定数量的元器件及其连线,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路,可细分为逻辑电路、存储器、微处理器、模拟电路。

半导体技术从19世纪开始诞生,发展至今扮演着越来越重要的角色,我们日常所熟知的手机(移动终端)、宽带(网络通信)、摄像头(安防监控)等都跟IC有关,就连美国硅谷的诞生也跟IC有关。

1、半导体技术发展的基础

半导体导电能力随着温度、光照条件、输入电压(电流)和掺入杂质的不同而发生很大变化,这四大特性的发现顺序分别如下:

1833年:法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现;

1839年:法国贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是半导体的第二个特性:光生伏特效应;

1873年:英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体的第三种特性;

1874年:德国布劳恩观察到某些硫化物的导电有方向性,也就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第四种特性。

半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。

直到1947年12月,人类 历史 上的第一个半导体点接触式晶体管才诞生于美国贝尔实验室,从此开创了人类的硅文明时代。

半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。

直到1947年12月,人类 历史 上的第一个半导体点接触式晶体管才诞生于美国贝尔实验室,从此开创了人类的硅文明时代。

2、半导体技术发展历程

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。世界上最早的电子产品是由电子真空管组成的,具有体积大、易碎、密封性差等一系列 缺点,以硅晶圆材料为衬底制作的晶体管具有固态、体积小、质量轻、耗电低且寿命长的优点,被人们发现成为替代真空管的最佳材料,得到广泛应用。

从晶体管到集成电路再到高度集成。晶体管的出现开启了半导体工业的 篇章,接着将分立器件集成化、缩小结构尺寸、提升数量、降低功耗, 成为技术发展的迫切需求,集成电路应运而生。所谓集成电路,是指在 单个半导体晶片上,将晶体管、电阻、电容及连接线等有机结合的电路 结构,其本质上是晶体管制造工艺的延续。集成电路、分立器件、被动 元件以及各类模组器件通过 PCB 板连接,又构成了智能手机、PC 等各 类电子产品的核心部件。集成电路的出现,在一定程度上预示着半导体 工业走向规模产业化和技术上的成熟,也预示着半导体技术向微电子技 术方向上的演变。随着工艺水平和封装技术的提升,集成电路又逐步由 小规模(SSI)、中规模(MSI),逐步发展至大规模(LSI)、特大规模 (VLSI)乃至巨大规模(GSI)。当前,半导体产业经过半个多世纪的发 展,不仅带来了世界经济与技术的飞速发展,也带来了整个 社会 的深刻 变革,从日常使用的电子产品到航空航天,处处都有半导体的身影。可 以毫不夸张的说,半导体技术是现代电子信息技术发展的原动力和重要基础。

三、硅谷的诞生及仙童半导体的传奇

业内都说“先有仙童后有硅谷”要了解美国硅谷的发展史,那就绕不过早期的仙童半导体公司

1955年,“本世纪最伟大发明”的“晶体管之父”的肖克利(W.Shockley)博士离开贝尔实验室, 肖克利回到了自己的家乡圣克拉拉(Santa Clara)谷,并创建“肖克利半导体实验室”。

世界英才慕名而来,最后肖克利在各领域的天才与精英中,确定了公司创立之初的八位成员,而这八位初创成员也是后来对硅谷乃至世界范围产生深远影响的“八叛将”(The Traitorous Eight):罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)、戈登·摩尔(Gordon Moore)、谢尔顿·罗伯茨(Sheldon Roberts)、朱利亚斯·布兰克(Julius Blank)、尤金·克莱纳(Eugene Kleiner)、金·赫尔尼(Jean Hoerni)、杰·拉斯特(Jay Lsat)、维克多·格里尼克(Victor Grinnich)。

1960s“八叛徒”离开肖克利成立了仙童半导体公司。到了1969年,“八叛将”的叛变精神再次燃烧,随着布兰克的出走,当初创立仙童的 “八叛将”也尽数离开了仙童半导体公司。一时间,仙童迎来了大量的离职潮,也由此孕育了更多的半导体公司的诞生。

(1)1961年,赫尔尼、拉斯特和罗伯特出走,三人创办了Amelco,就是后来的Teledyne(泰瑞达),从事半导体测试业务。

(2)1962年,克莱纳离开,创办了Edex以及后来知名的风险投资公司凯鹏华盈(KPCB)。

(3)鲍勃.韦勒,1966年离开仙童加入美国国家半导体公司。查尔斯·斯波克,1967年离开仙童加入美国国家半导体公司,任CEO。

(4)到了1968年,诺伊斯带着戈登·摩尔与工艺开发专家安迪·格鲁夫(Andrew S·Grove)离开了仙童半导体公司,而由他们三人所创立的公司就是由仙童衍生出来的公司中最为人所熟知的IT业巨头——英特尔(Intel)。

(5)仙童销售部门主任杰里·桑德斯(Jerry Sanders)带着几名员工创立了AMD半导体公司,成为英特尔的主要竞争对手。

(6)美国国家半导体(现已被TI收购),Altera(现已被英特尔收购)等的创始人都出自仙童半导体公司。

得到仙童半导体八位联合创始人支持的公司数量超过2000家,其中包括Instagram,Palantir,Pixar,Nest,Whatsapp,Yammer,以及苹果(乔布斯的创业得到过仙童半导体创始人的潜心指导,在此就不赘述了)。

乔布斯对仙童的评价:“仙童半导体公司就像棵成熟了的蒲公英,你一吹它,这种创业精神的种子就随风四处飘扬了”

到2013年为止,由仙童公司直接或间接衍生出来的公司共达到了92家,而其中上市的30家公司的市值更是超过了2.1万亿美元,产值甚至超过了当年的一些发展中国家GDP。

可以说是仙童给旧金山湾区带来了半导体产业,因为半导体的材料是硅,所以加州这个原本拗口的“圣塔克拉拉谷”,在上世纪70年代开始被更多的人称之为——硅谷(Silicon Valley)。

总之,以上就是芯片的发展历程,包括技术上的发展及硅谷的诞生。后面从产业链的转移角度,回顾芯片的发展。


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