科学家探索具有超低介电常数和极高传热性能的半导体新材料

近年来，摩尔定律的发展方向似乎遇到了一些瓶颈。按照此前的预期，集成电路的晶体管数量有望每隔一段时间翻番。但现实是，随着制程的不断演进，热管理已成为了芯片突破的一个重要挑战。 好消息是，弗吉尼亚大学工程学院和西北大学的研究人员们，刚刚打造了一种基于新型聚合物的电路绝缘材料，特点是能够在较小的空间内达成更高的功率。

COF-5 介电层阻抗测量（图自：Nature Materials）

据悉，由弗吉尼亚大学机械与航空工程学系教授 Patrick E. Hopkins 和西北大学化学系教授 Will Dichtel 带领的这支多学科研究小组，正在发明一种有望随着尺寸的不断缩小而保持芯片不发高烧的新型材料。

在今日发表于《自然材料》期刊的一篇文章中，他们隆重介绍了一种将电串扰做到最小化的电绝缘材料，且其具有超低的介电常数（ultra-low-k）。

该材料能够通过控制电流以消除信号串扰，使得电子产品能够进一步突破当前的性能极限。理想情况下，它还能够将电流引起的有害热量从电路中带走。

随着芯片制程不断变小和晶体管密度的不断提升，发热造成的困扰也在成倍增长。为此，Patrick E. Hopkins 教授决定寻找一种超低介电常数的新材料。

尽管此前已经相关领域 探索 了很长一段时间，但除非通过机械工程、化学、材料科学、电气工程等多学科的集思广益，这个目标还是很难单独达成的。

SCITechDaily 指出，Patrick E. Hopkins 教授是该校多功能材料集成计划的领导者之一，并且汇聚了来自多个工程学科的研究人员，以配制出这种具有优异特性的新材料。

研究一作 Ashutosh Giri 表示，化学团队意识到了材料的热特性，接着从更多的维度去 探索 ，而机械与材料团队可以从分子工程水平上去作深入了解。

Will Dichtel 教授补充道，他们正在打造只有一个原子那么厚（简称 2D）的聚合物薄板，并通过在特定的体系结构中对其进行分层，以控制它们的性能。

通过改进生产高质量 2D 聚合物薄膜的方法，研究团队正在积极应用这种新型材料，以满足在致密芯片上让晶体管规模更加密集的小型化要求。

展望未来，这项技术有望在半导体（芯片制造）行业发挥巨大的潜力，因其不仅具有超低介电常数、又具有超高的传热性能。

感兴趣的朋友，可移步至《Nature Materials》查看全文，原标题为《Thermally conductive ultra-low -k dielectric layers based on two-dimensional covalent organic frameworks》。

近期半导体板块走的不错，很多个股底部放量，走出了不错的气势。

可以回顾：

中美关税对抗即将结束，新机遇从 科技 股开始！

科技 股的逻辑不仅仅来自于光刻胶的行业消息。

更重要的是中美对抗的逻辑已发生根本的变化。

美国虽然依然会遏制 科技 的发展，但对于中端产品线会放开限制，只遏制高端，而不是前任的模式通杀。

这就给国内的产业链提供很大的发展机会。

但我们依然要看到，未来中国在自主化产业链上的投入，越来越多越来越深入

华为就是最好的自主投入产业链的案例。

从芯片设计，到全产业链的投资。

更少不了第三代半导体的大笔投入。

山东天岳先进准备冲击上市！

主要从事碳化硅衬底的研发，制造和销售。

为何华为亲自下场投了呢？

很简单，国际大厂已经在引领潮流。

特斯拉Model 3车型就使用了英飞凌和意法半导体的碳化硅单管。

碳化硅单管就是未来的大趋势，替代传统硅基IGBT。

当然除此之外，华为自己的5G基站，也要大量使用此类产品。

未来碳化硅百亿市场规模只是开始，国内各大厂商都已经开始投入研发和新的长线，争夺赛道领导权。

华为早早布局了这个产业，5G和新能源车，都是华为必争之战略要地。

看懂华为的布局，你就能先人一步看懂产业发展发现和逻辑！

这个时候，速度就是最重要的，谁先商业化量产，谁就先成功。

目前正在赛道上比拼的还有很多

传统有MOSFET技术优势的厂商：华润微，士兰微，扬杰 科技

之前写了一个科普文，介绍这些公司，可见前文：

汽车 缺芯预计长达半年！这七家公司闷声发财！

正在布局的厂商：三安光电，露笑 科技 ，楚江新材

据集微网消息：

露笑 科技 的主要产品为6英寸导电型碳化硅衬底片，设备已经进场安装调试，这意味着实验室早已成功做出样片，按理应该同步进行客户端验证，否则产品做出来卖给谁？目前导电型碳化硅最佳落地应用应该是 汽车 功率半导体领域，消息圈有传言露笑 科技 已经与国内某车企的工艺负责人有实质性接触，极有可能已经开始做产品验证

我去翻阅了官方的董秘问答内容。也看到了类似回复。

可见5月28日回复。

露笑 科技 答投资者提问碳化硅进展

答：公司经过多年艰苦卓绝的努力，在第三代半导体碳化硅这个颠覆性材料的技术方面取得突破，目前设备已经开始安装调试。

赛道刚刚发力，就有人抢跑。

现在有产品才是王道，筹划中和产品验证天差地别。

谁先拿出商业化战绩，谁就第一时间获取大量订单！

后续IGBT以及碳化硅的方向，会是市场游资和机构追逐的战场。

目前国际巨头美国CREE公司垄断了碳化硅70%的产能，且5年内的产能被意法，英飞凌，罗姆等公司长协订单绑定。

业绩和领先优势双驱动，就是最好的抱团标的，走过路过不要错过了！

风险提示：相关个股已经发力，追高有风险。

本文仅讨论行业基本面信息，请勿作为买入依据。

美国佛罗里达大学研究人员宣布，他们在新半导体的设计方面取得突破，从而率先为一种新型电子开关开发出重要的基础材料，这种基础材料很可能提供平稳的不间断的电力供应。这项研究成果可能成为21世纪汽车工业和尖端军事硬件使用的重要材料，行业杂志《化合物半导体》对这项研究成果作了介绍。

佛罗里达大学四位材料学教授和两位化学工程教授用氮化镓材料设计了一种称之为“金属氧化物半导体场效应晶体管”的基本电子结构。

佛罗里达大学的科学家和圣巴巴拉加州大学的科学家们还最先设计并展示了一种与之相关的“双极晶体管”。

参加研究的佛罗里达大学材料学教授斯蒂芬·皮尔顿说，这两项研究成果是朝着制造氮化镓半导体开关迈出的重要步骤。这种开关将确保供电系统今后能实现高质量的电力输送。

他说，美国供电系统目前使用大型机械中继开关和硅开关输送电力，但是这两种开关都存在严重的缺陷。用氮化镓开关替代上述两种开关输送电力可以收到良好的效果。

皮尔顿说：“如果能用电子开关替换全部机械中继开关和硅开关，输送电力的速度更快，问题也大大减少。”

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