第四代半导体氧化镓的机遇和挑战

发布者:欢迎使用江南全站App  发布时间:2024-03-13 03:19:09

  印度的Raja Ramanna先进技术中心采用类似EFG的方法,生长出直径5~8mm、长度40~50mm的低缺陷β相GaO单晶,(400)面XRC半高宽约为0.028°。

  葡萄牙圣地亚哥大学采取了激光加热浮区法生长出了离子掺杂和非掺的低缺陷β相GaO晶体光纤。

  随着电动车和便携式用电的需求成为主流,功率器件的重要程度日益提高,而日本已经明显在第四代半导体的氧化镓材料方面处于一马当先的优势,日本半导体界也将GaO作为日本半导体产业“复兴的钥匙”,已在国内掀起研发和应用的热潮。与此同时,美国、中国、欧洲等也正在试图追赶,能想到的是,美日双方从材料供应到技术合作必然要比中日合作更加深入,这场功率器件竞赛已然拉开序幕,而中国将可能独自前行。

  功率半导体用于所有电力电子领域,市场成熟稳定且增速缓慢。但是,业界对于更大功率(充放电更快)、更高效率节约能源(减少发热更安全环保)、更小体积和重量(更便携易安装维护)以及更低成本(更广阔的应用和市场)的追求是永无止境的。因此近年来,新能源汽车、可再次生产的能源发电、变频家电、快充等新应用领域迎来了新的巨大增长点。

  ①行业特征一:不需要追赶摩尔定律,通常用0.18~0.5um制程即可,倚重材料的品质,对材料和器件的生产的基本工艺要求高,因整体趋向集成化、模块化,需要开发新的封装设计。

  l设计环节:功率半导体电路结构相对比较简单,不需要像数字逻辑芯片在架构、IP、指令集、设计流程、软件工具等投入大量资本。

  l制造环节:因不需要追赶摩尔定律,产线对先进设备依赖度不高,整体资本支出较小。

  l封装环节:可分为分立器件封装和模块封装,由于功率器件对可靠性要求非常高,需采取了特殊设计和材料,后道加工价值量占比达35%以上,远高于普通数字逻辑芯片的10%。目前,根据在研项目和产品布局看,国内公司开始向价值量更高的中高端产品转型。

  ②行业特征二:功率半导体行业一般都会采用IDM模式,更适合企业做大做强。上游的衬底、外延企业虽能成为单独环节,但如特征一所述,工艺占比很高,芯片设计和制造环节是要集成在一起的,否则将丧失技术进步的能力,并且产能受到限制,因此委外代工仅可作为低端产品的产能补充。

  氧化镓单晶材料在功率电子器件方面具有极大的应用潜力。典型的应用领域包括:电动汽车、光伏逆变器、高铁输电、军用电磁轨道炮、电磁弹射、全电舰艇推进等;除此之外,氧化镓自身即有不错的射频特性,当前由于低成本及与GaN的低失配的特性,还可用于GaN材料的外延衬底,GaN及HEMT具有功率密度高、体积小、可工作在40GHz等优点,是5G基站攻略放大器的首选材料。因此,5G行业的迅速发展也将带动氧化镓单晶衬底产业的迅速发展。

  新能源、5G等新兴应用加速第三代和第四代半导体材料产业化需求,我国市场空间巨大且有望在该领域快速缩短和海外企业的差距。

  ①天时:第四代材料在高功率、高频率应用场景具有配合第三代半导体取代硅材的潜力,行业整体都处于产业化起步阶段。

  ②地利:受下游新能源车、5G、快充等新兴市场需求和潜在的硅材替换市场驱动,目前深入研究和产业化方向以SiC和GaN为主,GaO的技术储备较弱,真正有技术的公司面对的竞争压力小。

  ③人和:第四代半导体核心难点在材料制备,材料端的突破将获得极大的市场价值,可获得国家在政策和资金方面的大力支持。

  从Yole的报道中能够准确的看出,绿色线代表的GaO尺寸以前所未有的斜率迅速增加,这得益于其材料能够最终靠上文提到的液相法进行生长,且已经接近目前SiC和GaN的最大商用化尺寸。

  SiC材料的最大尺寸记录是近日更名为Wolfspeed的美国Cree公司所推出的8英寸衬底样品,其尚未导入大规模商业化,产业界刚刚准备规模化生产基于6英寸衬底的功率器件。

  由于国内LED产业的高度发展,业界基于8英寸硅基GaN的功率电子器件发展相对较快。

  如此看来,GaO有很大的可能性在尺寸方面,即大规模制造的可能性和成本方面对上述造成后来者居上的威胁。

  成本方面,从同样基于6英寸衬底的最终器件的成本构成来看,基于GaO材料的器件成本为195美金,是SiC材料器件成本的约五分之一,已与硅基产品的成本所差无几。

  目前我国正在全力发展第三代半导体SiC和GaN,对GaO起步关注,产业界、投资界对这样一种材料的特性和应用还未像前两种材料一样熟稔,有了解者也想当然认为SiC和GaN发展了数十年才达到现在的规模,那么GaO势必也还需要十年甚至数十年的发展才能大规模应用。这样的想法可能会导致我们失去国内技术和市场发展的先机。

  10.成功使用氧化镓外延膜开发了世界上第一个沟槽式MOS型功率晶体管(NCT)

  11.碳化硅(SiC):功率半导体产业高质量发展新机遇(第三代半导体联合创新孵化中心)

  半导体市场调查与研究公司iSuppli日前发布了一份有关2005年全球半导体区域市场的整理报告。报告说明,2005年,亚太地区在全球半导体市场仍然占据主导地位,其出售的收益占全球的44.5%。 据iSuppli统计,2005年,亚太地区的半导体出售的收益比2004年增长了7%。与之形成对比的是,2005年,全球半导体市场容量增长仅为3.6%。除去亚太以外,增长排第二的欧洲中东非洲的半导体收入销售增长仅为1.8%。 去年在亚太地区,全球芯片老大英特尔公司的出售的收益增幅为25.4%,德州仪器公司的销售增长了10.4%。英特尔和德州仪器成为该地区收入增长最快的两家公司。亚太地区消费电子老大韩国三星电子在本土芯片市场的收入却呈

  1月12日,半导体龙头英飞凌宣布,正在扩大与碳化硅 (SiC) 供应商的合作。公司已与Resonac(前身为昭和电工)签署一项新多年供应与合作协议,补充并扩大了2021年的协议。 英飞凌再签SiC长约 根据协议,Resonac 将向英飞凌提提供SiC材料,用于生产 SiC 半导体。两家公司并未透露Resonac 在英飞凌 SiC 供应中所占的份额,只是预计交付量覆盖未来十年预测需求的两位数份额。 初始阶段将涉及6英寸SiC材料的供应,但后期Resonac也将帮助英飞凌向8英寸晶圆直径迈进。作为合作的一部分,英飞凌将为 Resonac 提供 SiC 材料技术方面的专业相关知识。 (英飞凌官网) 英飞凌首席采购官Ang

  材料的采购 /

  国际半导体设备与材料协会(SEMI)公布:2015年全球半导体光罩(photomask)销售额为33亿美元,预计可在2017年达到34亿美元。 2014年光罩市场增长了3%,2015年增长了1%。光罩市场有望在2016年和2017年,分别增长2%和3%。IC市场主要驱动因素仍是先进工艺节点(小于45纳米),以及亚太地区的半导体制造业的成长。台湾仍是最大的光罩市场,连续五年排名第一,并预期在短期之内仍将保持第一名地位。 33亿的光罩销售额占总晶圆制造材料市场13%。相比之下,2003年光罩市场占总晶圆制造材料市场的18%。报告中强调的另一个趋势是专制光罩厂(Captive mask shops)的重要性与日俱增。专

  东芝2012年1月31日发布了2011财年第三季度(2011年10~12月)的合并结算报告,同时下调了2011财年全年(2011年4月~2012年3月)的业绩预测。半导体业务方面,预测全财年的销售额将比为上年减少14%的9800亿日元,盈利将为减少25%的500亿日元。与期初计划相比,销售额下调了2900亿日元,盈利下调了900亿日元。日元升值、市况恶化以及售价降低等是主要的影响因素。 半导体业务2011财年第三季度的盈利只有20亿日元,比上年同期减少了96亿日元。根本原因是,虽然NAND闪存的盈利“上了3位数(100多亿日元),但未达到150亿日元”(东芝代表执行董事专务久保诚)。面向智能手机和平板终端

  安森美半导体(ON Semiconductor)于Embedded World 2016 展出应用于物联网(IoT)的广泛的重点方案。观众可在公司展台(5.178)体验互动和提供有用信息的演示。 安森美半导体将演示新的NB3H63143G 小尺寸、低功耗、低成本的一次性可编程(OTP) 时钟产生器,OmniClock系列器件的一个成员,支持从8 kHz到200 MHz的任意输出频率,并提供丰富的功能集和最大的操作灵活性。OmniClock发生器有三个单端时钟输出(LVCMOS/LVTTL),两者能组合成一个差分输出(LVPECL、LVDS、HCSL / CML),令设计人员可替代多个晶体和/或振荡器,降低整体系统成本。该器件采

  在Embedded World 2016展出其在物联网的先进技术 /

  “集微直播间·开讲”第二十四期即将强势开播,届时将在爱集微app、新浪微博、B站、百度、西瓜五大直播平台同时开播,更多干货和精彩内容不容错过哦! “集微直播间·开讲”是一档全新的“大咖私享”直播专栏,每期邀请顶级大咖作为演讲嘉宾,就时下行业热点话题进行深度分享和探讨。此前十九期节目中,集微网分别邀请了梧桐树资本管理合伙人高申,围绕《面向东亚的半导体设备投资并购机会》展开讨论;清华大学微电子学研究所副教授、博士生导师何虎,就《RISC-V生态系统》进行主题分享;厦门云天半导体创始人于大全以《晶圆级三维封装技术进展》为题带来精彩讲座;北京汉能投资董事总经理、复旦大学/上海交大客座教授陈少民带来《从历史反思,疫情下的大国竞争和半导体机遇

  意法半导体新款MCU推动电动汽车进程,为软件定义电动汽车助力 Stellar E系列电动汽车专用微控制器,促进集中式电气架构发展 简化车载充电机高能效功率模块和数字化功率转换系统模块设计 2022年2月24日,中国 – 服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM) 推出新款车规级微控制器 (MCU)。新产品针对电动汽车和汽车集中式(区/域)电气架构优化了性能,有助于降低电动汽车成本,延长续航里程,加快充电速度。 在当今的电动汽车中,选择搭载SiC(碳化硅)高能效功率模块,可以最大限度延长行驶里程,加快充电速度。而在此前,想要控

  2020年“黑天鹅”事件频繁发生,一再警醒半导体产业链一旦动一发便牵一身。特别是对于复杂的半导体制造业而言,更先进的制程技术,对于良率和成本的控制愈发严苛,这已不再是前道的晶圆制造,后道的封测所能单独解决的,需要产业链上下游协同并进。 在SEMICON China 2021同期举办的先进制造论坛上,紫光展锐高级副总裁兼首席供应官 刘志农博士介绍了一套先进半导体制造系统。 紫光展锐的目标是建设基于策略和能力中心的先进半导体制造系统。以前瞻、安全、生态为供应链策略,保障供应安全、技术领先、成本优势。 具体来看,典型的供应链组织架构包含:供应链策略、采购、计划和订单履行、产品工程、质量管理、ATE测试、封装设计。 其中,采购下设成本

  直播回放: Rochester 罗彻斯特电子为您细说 - 半导体停产后的挑战与解决方案

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