什么是半导体参数分析仪,或者叫半导体器件分析仪?

什么是半导体参数分析仪,或者叫半导体器件分析仪?,第1张

半导体参数分析仪(器件分析仪)是一种集多种测量和分析功能于一体的测试仪器,可准确执行电流-电压(IV)和电容测量(CV(电容-电压)、C - f(电容-频率)以及 C – t(电容-时间)测量),并快速、轻松地对测量结果进行分析,完成半导体参数测试。半导体参数测试是确定半导体器件特征及其制造过程的一项基础测量。在参数测试中,通常需要进行 IV 测量,包括分辨率低至 fA(毫微微安培)的小电流测量和高达 1 MHz 的CV 测量,并对主要特征/参数进行分析。虽然半导体参数分析仪的设计初衷是进行半导体评测,但因其优越的性能、强大的功能以及出色的易 *** 作性,现已在各种材料、器件和电子器件的 IV 和 CV 表征中得到广泛应用。

半导体参数分析仪可为表征任务提供更高的性能、更强的可用性以及更高的效率。参数分析仪集多种测量资源于一身,可轻松进行 IV 和 CV 测量,无需汇集或集成多种仪器,例如电源、电压表、电流表、LCR 表、开关矩阵等。参数分析仪的主要测量元器件是电源/测量单元(SMU)。SMU 是一种将电压/电流源功能和电压/电流表功能结合于单一模块中的测量模块。由于该参数分析仪将电源和测量电路紧密集成,所以相比使用多种独立仪器进行相同测量来说,可以提供更高的精度、分辨率以及更小的测量误差。

此外,参数分析仪还具有分析功能,使您无需借助外部 PC 便可快速地交互检查和分析显示屏上的测量结果。由于半导体参数分析仪具有多种功能,因此适用于从探索分析到自动测试的各种测量环境。

从竞争对手不熟悉的地方实现弯道超车。中国引爆电动 汽车 产业革命,用的就是这个方法。电动 汽车 绕开了被西方垄断的内燃机技术而取得成功,第三代半导体有可能绕开被西方垄断的光刻机技术而取得成功。实现中国芯片跨越式发展,必须专注于其它国家没有明显优势的下一代技术——能够引爆人工智能产业的第三代半导体。

有人说,中国芯片制造落后的真正原因,是没有高端光刻机。其实这话只说对了一半,即使ASML将顶级的EUV光刻机卖给中国,中国也可能需要5-8年,重复别人做过的7纳米、5纳米、3纳米,不太可能一下跳到台积电面前去做2纳米芯片。更重要的是,即使同样是生产2纳米芯片,中芯国际在良率和稳定性方面,极有可能就玩不过台积电而最终导致抢不到订单。也就是说,硅芯片无论是在制造设备,还是制造工艺上都堪称被玩到极致的境界,在几乎全部专利被垄断的情况下,恐怕就不是一台EUV光刻机能够决定胜负的了。要不然,英特尔也懒得受台积电的气了,到2023年才开始生产7纳米芯片,不直接买台EUV生产3纳米芯片就可以了!

总体来看,如果硅芯片玩到2纳米制程是物理极限,那么现在开始着手量产3纳米的台积电,2纳米技术储备肯定是比较充分了的,就看什么时候心情好开始生产而已。也就是说,中国高端芯片制造注定只能是跟随者,很难有被超越的空间了。因此,将注意力集中在第三代半导体,把希望寄托在第三代半导体,是中国芯片出头天的不二选择。所谓的第三代半导体:就是以氮化镓、碳化硅、氧化锌和金刚石四大材料为代表的下一代半导体。具有抗高压、耐高温、传输速度快速,抗击游离辐射等特征,非常符合5G环境下的基站、快充、人造卫星、新能源 汽车 ,高压变电站,物联网等人工智能重要领域的应用。

第三代半导体为智能化时代而来,目前包括台积电、英特尔和三星第三代半导体也处于刚刚起步阶段。第三代半导体用什么设备来做,用什么工艺来做全部都是待确定,这给中国在该领域后来居上提供了巨大的机会。目前中国第三代半导体产业链正在快速形成中,有些终端产品已经实现量产。第三代半导体是个非常复杂的产业生态,中国不但具有巨大的市场,而且最敢尝试新产品。现在中国基本上从最底层技术开始优先使用本土品,从软件系统嵌入、终端产品标准化形成一条龙运作,外部第三代半导体产品想进入中国市场验证性能变得越来越难。中国在5G领先的情况下,凭借强大的制造业,必将在第三代半导体打造全球最完整的全产业链。

其实在各种芯片领域,所谓的物理极限都只是当时人们技术水平不够所导致的理论极限,就比如在若干年之前,当时研究硅基芯片的人难道会想到现在的硅基芯片能做成这样吗?时代是在进步的,人类的科技水平每日都在更新,硅基芯片的物理极限被不断被突破是一个非常正常的现象。

台积电作为硅基芯片领域的佼佼者,他们在硅基芯片在研究方面一直都是下了很多大功夫的,他们的制作工艺绝对是一般芯片公司无法比拟的。像芯片这种东西,所要求的制作工艺是非常的高,指甲盖大小的芯片需要集成几十万甚至上百万的晶体管,这个数字与芯片的精细程度息息相关,虽然芯片的制作过程大概只分为设计、制造、封装和检测,可这小小四个过程,却是难倒了无数人,理论知识大家都可以学到,但实际 *** 作却只能通过一次又一次的失败来获取经验。

制作一个芯片最重要的设备就是光刻机,而顶级的光刻机技术又在荷兰的ASML公司,一般人是绝对买不到这么高级的光刻机,但台积电公司可不是一般人,他们所能获取的设备说不定比现在明面上的还要更高级,而且他们是有自己的设备研究室,大多时候会将市面上的机器购买回来重新研究,随后自己改装设计出更为高级的设备,想要做出好的芯片,自然而然是得有最高级的设备,而台积电在这点方面绝对是完全具备的。

再来是芯片制造中非常重要的一个材质问题,好的材质才能造出好的芯片,特别是制造硅基芯片所需要的硅基材料,当初的人之所以会认为7纳米是硅基材料芯片的物理极限,是根据摩尔定律和各种物理法则进行计算得出,因为以当时的工艺水平和材料水准就只能造出7纳米的硅基芯片,不过现在人们已经制造出了更为高级的芯片制造设备,也发现了更适合的硅基材料,二者相互叠加之后,突破原本的硅基芯片七纳米极限也是可以理解的事情。

硅基芯片7纳米的物理极限是通过物理公式和摩尔定律计算出来的,而现在也证实了这个物理极限并不是真正的极限,7纳米的硅基芯片都已经投入工业化生产了,而5纳米的芯片则已经有了真正的样本,台积电现在是公开表示他们会做出更薄的芯片,三纳米两纳米甚至是更低,不过到那时所需要的设备和材料又是我们无法想象的了。

随着人类的工艺进程不断突破物理上的极限,人类的制造工艺也会达到一个又一个新的标准,不想被时代抛弃的话,只能不断的自我进步,芯片绝对是世界上一个经久不衰的领域,这个领域的突破是可以直接代表了人类在科技水平上的突破。


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