半导体材料有哪些

半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。

元素半导体 　在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布着11种具有半导性的元素，C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态B、Si、Ge、Te具有半导性；Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。

P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解，所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属，半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。

新型材料：

其结构稳定，拥有卓越的电学特性，而且成本低廉，可被用于制造现代电子设备中广泛使用的场效应晶体管。

科学家们表示，最新研究有望让人造皮肤、智能绷带、柔性显示屏、智能挡风玻璃、可穿戴的电子设备和电子墙纸等变成现实。

昂贵的原因主要因为电视机、电脑和手机等电子产品都由硅制成，制造成本很高而碳基(塑料)有机电子产品不仅制造方便、成本低廉，而且轻便柔韧可弯曲，代表了“电子设备无处不在”这一未来趋势。

锗是一种化学元素，其化学性质与同族的硒、硅相近。它是一种稀有金属，是重要的半导体材料，不溶于水、盐酸。锗就其导电的本领而言，它优于一般的非金属，但是劣于一般的金属，这在物理学上称为半导体。锗是优良的半导体，可以用作高频率电流的减波和交流电的整流用，掺有微量特定杂质的锗单晶，可以用于制作各种晶体管、整流器以及其它器件，锗的化合物可以用于制造荧光板和各种高遮光率的玻璃。对人体锗有什么作用？它可以活化生物电流，促进血液循环，还可以保护红细胞，抵抗外来射线的袭击。另外，对于代谢、免疫力的恢复，也有着一定的作用。有人还说它具有抗炎、抗病毒和抗肿瘤的作用，但是，需要注意虽然早在1922年，美国医生就用无机锗来治疗贫血，此后无机锗还用作其他的治疗，但是疗效始终是存在疑虑的。美国食品药品监督管理局的研究认为，把锗当作是膳食补充剂，有可能会危害人体的健康。锗的一些化合物则明确可以危害人的健康，比如四氯化锗以及甲锗烷，分别为液体和气体，能对眼睛、肺部以及咽喉造成很大的刺激。

从航母到理想L9都使用了碳化硅材料，是因为该材料有如下优势。

一、碳化硅是优秀的第三代半导体材料

性能优良的碳化硅，代表着先进的生产力，第三代半导体材料是由碳化硅、氮化镓等构成的一种宽禁带半导体材料，它的击穿电场高、热导率高、电子饱和率高、抗辐射能力强。

因而可以在高温、高频率环境下工作，并可在低功耗条件下实现高功率工作。

二、推动新能源汽车变革

早在2018年，特斯拉MODEL 3在主逆变器中就率先安装了24个由意法半导体生产的碳化硅MOSFET功率模块，这也是该种材料在民用方面较早的大规模应用。

以新能源汽车为例，根据Cree公司的计算，如果将纯电动汽车的电源元件转换为碳化硅，则可以提高电能转换效率，提高电能利用效率，降低无效热耗，从而降低整体能耗5%-10%。

2019年，碳化硅功率装置的市场规模达到5.41亿美元，2025年有望达到25.62亿，年均复合增长率30%左右。随着下游应用如电动车等的不断发展，导电碳化硅基板的市场将会迅速发展。

在应用方面，未来5年，高速发展的新能源汽车将是碳化硅行业的一个长期发展动力。2025-2030年，由于充电桩设施完善，光伏技术成熟，碳化硅产业有望成为第二、第三个驱动力。

三、应用市场十分广泛

碳化硅不仅仅可以应用在新能源汽车，在高铁列车、航空航天、无线通讯等行业中都有广泛的应用前景，但碳化硅的市场潜力还没有完全开发出来，从产业链的中游来看，它的成长空间很大，将会是推动上游材料发展的一大推动力。

---