化合物半導(dǎo)體材料(http://.cn/content/112/ml)和器件經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展,特別是近二十年的突飛猛進,通過發(fā)揮化合物半導(dǎo)體材料的優(yōu)良特性,在高頻、大功率、***率等方面與硅基集成電路形成互補,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于信息社會的各個領(lǐng)域,如無線通信、電力電子、光纖通信、國防科技等等。近幾年,隨著材料生長、器件工藝、電路集成等技術(shù)不斷發(fā)展,以及新結(jié)構(gòu)、新原理等不斷突破,化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域未來發(fā)展趨勢呈現(xiàn)四個主要方向:
?。ㄒ唬┏浞滞诰虿牧系膬?yōu)勢,***信息器件頻率、功率、效率的發(fā)展方向
?。ǘ└哌w移率化合物半導(dǎo)體材料:延展摩爾定律的新動力
(三)與硅基材料和技術(shù)融合,支撐信息科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新突破
隨著信息技術(shù)向推動人類社會在健康、環(huán)境、安全、新價值深入發(fā)展的新技術(shù)范疇發(fā)展,傳統(tǒng)CMOS技術(shù)不能滿足所有信息系統(tǒng)在現(xiàn)實世界的各種不同需求,例如無線電頻率和移動電話,高壓開關(guān)與模擬電路非數(shù)字的功能,以及汽車電子照明和電池充電器、傳感器和執(zhí)行器和至關(guān)重要的控制汽車運動的安全系統(tǒng)電路,這些新的電子應(yīng)用領(lǐng)域需要發(fā)展新型功能器件與異質(zhì)融合技術(shù)?;衔锇雽?dǎo)體在功率、頻率、光電集成、信息傳感、量子新器件等方面具有巨大的優(yōu)勢,而硅基材料和集成電路在信號處理與計算、功能集成等領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,同時在性價比、工藝成熟度等方面具有化合物***的優(yōu)勢,將兩者的優(yōu)勢有效結(jié)合,是化合物半導(dǎo)體發(fā)展的必然趨勢。
?。ㄋ模㏒iC電力電子器件異軍突起,***綠色微電子發(fā)展
多年來,由于SiC材料和器件的制備工藝難度大、成品率低,因而價格較高,影響其向民用市場的推廣應(yīng)用。在單晶方面,國際上一直致力于SiC襯底晶片的擴徑工作,主要原因是使用大直徑SiC襯底(如6英寸襯底)不但可提高生產(chǎn)效率,而且也有助于減少器件的制造成本。
自2007年至今,市場上的商用SiC襯底片從50mm發(fā)展到150mm,SiC襯底的直徑越來越大,并且位錯、微管等缺陷的密度越來越低,從而使SiC器件的成品率提高、成本降低,生產(chǎn)SiC產(chǎn)品的廠商越來越多,更多的領(lǐng)域開始使用SiC器件。法國市場調(diào)研公司YoleDevelopment提供的數(shù)據(jù)表明從2005年至2009年SiC器件市場的年增長率為27%,從2010年至2015年的年增長率將為60%~70%。我國天科合達藍光半導(dǎo)體公司進入SiC襯底市場后,迅速降低了國際上SiC襯底的價格,從而推動SiC器件的更快普及。
采用碳化硅等新型寬禁帶半導(dǎo)體材料制成的功率器件,實現(xiàn)人們對“理想器件”的追求,將是下個世紀(jì)電力電子器件發(fā)展的主要趨勢。
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