半导体上游材料中的靶材也是我国正在突破的细分领域之一,这块主要还是美、日等西方国家垄断,特别是高端材料进口较大。
在中低端领域,国内部分公司已经实现了突破,打破国外垄断,甚至对三星、LG等韩企供货。
一种全新的碳基材料——一氧化石墨烯(GMO)由美国威斯康辛大学米尔沃基分校的科学家在日前发现,据电磁流量计获悉,该半导体新材料由碳家族的神奇材料石墨烯合成,有助于碳取代硅,应用于电子设备中。该团队在研究一种混合纳米材料时,无心插柳得到了GMO。起初,他们的研究对象是一种由碳纳米管(将石墨烯卷成圆柱状得到)组成的、表面饰有氧化锡纳米粒子的混合纳米材料,陈俊鸿用这种混合材料制造出了高性能、高效率而廉价的传感器。为了更好地了解这种混合材料的性能,科学家们需要想方设法让石墨烯变身为其“堂兄弟”——能大规模廉价生产的绝缘体氧化石墨烯(GO)。GO由石墨烯不对齐地堆叠而组成。实验中,陈俊鸿和物理学教授马瑞加·加达得兹斯卡在真空中将GO加热以去掉氧。然而,GO层中的碳和氧原子没有被破坏而是变得排列整齐,变成了有序的、自然界并不存在的半导体GMO。该研究团队接下来需要了解什么触发了这种材料的重组以及什么环境会破坏GMO的形成。威斯康辛大学米尔沃基分校表面研究实验室的主任迈克尔·梅韦纳说:“还原反应会去除氧,但实际上,我们获得了更多氧,因此,我们需要了解的事情还有很多。”该研究团队的成员、力学工程教授陈俊鸿(音译)表示:“石墨烯研究领域的主要驱动力之一是使这种材料成为半导体,我们通过对石墨烯进行化学改性得到了新材料GMO。GMO展示出的特性表明,它比石墨烯更容易大规模生产。”因为GMO是单层形式,因此其或许可应用于与表面催化有关的产品中。他们正在探索其在锂离子电池阳极的用途,GMO有可能提升锂离子阳极的效能。研究人员埃里克·马特森说:“我们认为氧会离开,留下多层石墨烯,但结果却并非如此,让我们很吃惊。”据电磁流量计了解,石墨烯的导电、导热性能极强,远超硅和其他传统的半导体材料,而由硅制成的晶体管的大小正接近极限,科学家们认为,纳米尺度的碳材料可能是“救命稻草”,石墨烯未来有望取代硅成为电子元件材料。全球半导体行业经历了三次迁移
自发展以来,全球半导体产业格局在不断发生变化。当前,全球半导体产业正在经历第三次产能转移,行业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。
全球半导体行业正在快速增长
2021年,全球半导体市场快速增长,共销售了1.15万亿片芯片,市场规模达到5560亿美元,创历史新高,同比大幅增长26.2%。整个半导体市场并未受到2021年新冠疫情大流行的负面影响。强劲的消费需求推动所有主要产品类别实现两位数的增长率(光电除外)。
从半导体细分领域来看,集成电路一直是半导体行业的主要细分领域。2021年,集成电路市场规模达到4630.02亿美元,同比增长28.2%,占全球半导体市场规模的83.29%。其中,集成电路又可细分为逻辑电路、存储器、处理器和模拟电路,2021年这四个产品占比分别为27.85%、27.67%、14.43%、13.33%。2021年存储器、模拟电路和逻辑电路都实现较大的增长。
此外,2021年全球光电子器件、分立器件、传感器市场规模分别为434.04、303.37、191.49亿美元,占比分别为7.81%、5.46%、3.44%。
全球半导体行业企业开展多方面竞争
半导体行业高度全球化,大量国家/地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争,从半导体设计到制造,再到ATP(组装、测试和封装)。
据美国研究机构Gartner发布的报告显示,2021年全球半导体行业排名前十的企业分别是三星(Samsung)、英特尔(Intel)、SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、联发科技(MediaTek)、德州仪器(TI)、英伟达(NVIDIA)、超威半导体(AMD)。其中,三星(Samsung)超过英特尔(Intel),成为顶级芯片销售商。2021年三星的半导体收入激增31.6%,达到759.5亿美元。英特尔的收入下降到第二位,只增长了0.5%,达到731亿美元,销售额在前25家公司中增长最慢。
—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国半导体行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
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