半导体是怎样分类的?

半导体是怎样分类的?,第1张

(1)元素半导体。元素半导体是指单一元素构成的半导体,其中对硅、硒的研究比较早。它是由相同元素组成的具有半导体特性的固体材料,容易受到微量杂质和外界条件的影响而发生变化。目前, 只有硅、锗性能好,运用的比较广,硒在电子照明和光电领域中应用。硅在半导体工业中运用的多,这主要受到二氧化硅的影响,能够在器件制作上形成掩膜,能够提高半导体器件的稳定性,利于自动化工业生产。[2]

(2)无机合成物半导体。无机合成物主要是通过单一元素构成半导体材料,当然也有多种元素构成的半导体材料,主要的半导体性质有I族与V、VI、VII族;II族与IV、V、VI、VII族;III族与V、VI族;IV族与IV、VI族V族与VI族;VI族与VI族的结合化合物,但受到元素的特性和制作方式的影响,不是所有的化合物都能够符合半导体材料的要求。这一半导体主要运用到高速器件中,InP制造的晶体管的速度比其他材料都高,主要运用到光电集成电路、抗核辐射器件中。 对于导电率高的材料,主要用于LED等方面。[2]

(3)有机合成物半导体。有机化合物是指含分子中含有碳键的化合物,把有机化合物和碳键垂直,叠加的方式能够形成导带,通过化学的添加,能够让其进入到能带,这样可以发生电导率,从而形成有机化合物半导体。这一半导体和以往的半导体相比,具有成本低、溶解性好、材料轻加工容易的特点。可以通过控制分子的方式来控制导电性能,应用的范围比较广,主要用于有机薄膜、有机照明等方面。[2]

(4)非晶态半导体。它又被叫做无定形半导体或玻璃半导体,属于半导电性的一类材料。非晶半导体和其他非晶材料一样,都是短程有序、长程无序结构。它主要是通过改变原子相对位置,改变原有的周期性排列,形成非晶硅。晶态和非晶态主要区别于原子排列是否具有长程序。非晶态半导体的性能控制难,随着技术的发明,非晶态半导体开始使用。这一制作工序简单,主要用于工程类,在光吸收方面有很好的效果,主要运用到太阳能电池和液晶显示屏中。[2]

(5)本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带,受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。[5] 它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子-空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子-空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。[6]

半导体的全部类型有硅、锗、硒等,以硅、锗应用最广。

常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化镓、磷化镓、磷化铟等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等)、 Ⅳ-Ⅵ族(如硫化铅、硒化铅等) 、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。

半导体

在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。

无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。

半导体行业的产业链主要是由芯片设计 、 代工制造 、 封装测试三部分 , 以及产业链外部的材料 , 设备供应商组成 。

半导体细分领域

【设计工具】

EDA软件

半导体设计: 民德电子、欧比特(IC设计)、寒武纪(SOC芯片设计)、格科微、华微电子、力合微(芯片设计原厂)

【芯片设计】

集成电路包括存储芯片(NANDFlash、NORFlash、DRAM)、CPU、GPU、MCU、FPGA、DSP、触控与指纹识别芯片、射频前端芯片、模拟芯片。

存储芯片: 兆易创新、北京君正、国科微、聚辰股份(NORFlash)

CPU(中央处理器): 、中科曙光、长电 科技

GPU(图形处理器): 景嘉微

MCU(微控制器): 兆易创新、富满微、芯海 科技 、*ST大唐、力合微

FPGA(半定制电路芯片): 紫光国微、复旦微电、安路 科技

DSP(数字信号处理器): 国睿 科技 、四创电子、力合微

触控与指纹识别芯片: 汇顶 科技 、兆易创新

射频前端芯片: 卓胜微、三安光电、富满微、立昂微(6英寸砷化镓微波射频芯片)、艾为电子

模拟芯片: 圣邦股份、韦尔股份、汇顶 科技 、北京君正、芯海 科技 (模拟信号链)、亚光 科技 (孙公司华光瑞芯是模拟芯片研发生产商)、艾为电子

数字芯片: 晶晨股份、乐鑫 科技 、瑞芯微、全志 科技

功率芯片: 斯达半导、捷捷微电、晶丰明源

WiFi芯片: 华胜天成、博通集成

2.光电器件

LED: 三安光电(砷化镓、氮化镓、碳化硅、磷化铟、氮化铝、蓝宝石等半导体新材料所涉及的外延片、芯片)、洲明 科技 、华灿光电(LED外延片及全色系LED芯片)、聚灿光电(GaN基高亮度LED外延片、芯片)、乾照光电(全色系LED外延片和芯片)、利亚德

Miniled: 京东方A、TCL

3.分立器件包含IGBT、MOSFET、功率二极管、晶闸管、晶振、电容电阻

IGBT: 斯达半导、时代电气、台基股份、士兰微、扬杰 科技 、紫光国微、华微电子、新洁能

MOSFET: 华润微、士兰微、富满微、立昂微、扬杰 科技 、银河微电、捷捷微电、苏州固锝、新洁能

功率二极管: 扬杰 科技 、台基股份(整流管)、士兰微(快恢复二极管FRD、瞬态抑制二极管TVS、发光二极管)、银河微电、华微电子、苏州固锝

晶闸管: 捷捷微电、台基股份、捷捷微电、派瑞股份(高压直流阀用晶闸)

晶振: 泰晶 科技

电容电阻: 风华高科

4.传感器

敏芯股份(MEMS传感器)、华润微(智能传感器)、士兰微(MEMS传感器)、光莆股份(半导体光电传感器)

【代工制造】

晶圆加工: 中芯国际

开放式晶圆制造: 华润微

MEMS晶圆制造: 赛微电子

【封装测试】

长电 科技 、通富微电、华天 科技 、晶方 科技 、康强电子、华润微、大港股份、气派 科技 、华微电子、兴森 科技 (半导体测试板)、苏州固锝

【晶圆制作材料】

硅片: 沪硅产业、中环股份、立昂微(半导体硅片)、神工股份(单晶硅材料)、中晶 科技

光刻胶: 南大光电、容大感光、飞凯材料、晶瑞股份、雅克 科技 、安泰 科技

特种气体: 华特气体、雅克 科技

湿电子化学品: 江化微

靶材: 江丰电子、隆华 科技 、有研新材、阿石创(溅射靶材)、江丰电子(高纯溅射靶材)

CMP抛光材料: 安集 科技 、鼎龙股份

高纯试剂: 上海新阳、晶瑞股份、

【第三代半导体】

氮化镓GaN :富满电子、奥海 科技 (氮化镓充电器)、聚灿光电(GaN基高亮度LED外延片、芯片)、闻泰 科技 、赛微电子[6-8英寸硅基氮化镓(GaN-on-Si)、碳化硅基氮化镓(GaN-on-SiC)]、海能实业(快充氮化镓产品)、兆驰股份[兆驰半导体生产蓝绿光(GaN)与红黄光(GaAs)外延及芯片]、亚光 科技

碳化硅Sic: 露笑 科技 (碳化硅衬底片、外延片)、楚江新材、闻泰 科技 、天富能源(Sic衬底环节,参股天科合达)、三安光电(砷化物、氮化物、磷化物及碳化硅等化合物半导体新材料所涉及的外延片、芯片)、时代电气、捷捷微电、温州宏丰(碳化硅单晶研发)、紫光国微、晶盛机电(碳化硅长晶设备)、甘化科工(参股苏州锴威特半导体)、东尼电子、易事特

【设备】

光刻机:

刻蚀机: 中微公司(等离子体刻蚀设备、CPP,ICP)、芯源微(湿法刻蚀机)、北方华创

离子注入设备: 万业企业

炉管设备: 北方华创、晶盛机电

清洗设备: 北方华创、至纯 科技 (半导体湿法清洗设备研发)、芯源微

检测设备: 精测电子、华峰测控、长川 科技

物理气相沉积设备PVD: 北方华创、华亚智能(半导体设备领域结构件)

化学气相沉积设备CVD: 北方华创、晶盛机电、华亚智能(半导体设备领域结构件)

涂胶/显影机: 芯源微

喷胶机: 芯源微

原子层沉积设备ALD: 北方华创

MOCVD设备: 中微公司

半导体微组装设备: 易天股份

【其他】

华为海思半导体供应商: 铭普光磁

掩膜版: 清溢光电

PVD镀膜材料: 阿石创

镀膜设备: 立霸股份(参股拓荆 科技 )

印刷电路板PCB: 澳弘电子、协和电子、华正新材[覆铜板(CCL)]、兴森 科技 、金安国纪、迅捷兴、本川智能、胜宏 科技 、四会富仕、超声电子、奥士康、沪电股份、明阳电路、广东骏亚

单晶拉制炉热场系统: 金博股份

工业视觉装备: 天准 科技

石英晶体: 惠伦晶体、东晶电子

电容器: 江海股份、艾华集团、铜峰电子

FPC线路板: 风华高科、*ST丹邦


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