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CMIC:第三代半导体材料呈双雄并立格局

发布时间:2015-02-06 16:43:33

来源:CMIC

作者:CMIC

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    【CMIC讯】第一代半导体材料以硅、锗为主,第二代半导体材料以砷化镓、磷化铟为主,从上世界五六十年代以来,两代半导体材料为工业进步、社会发展做出了巨大贡献。如今,以碳化硅、氮化镓、氧化锌、金刚石、氮化铝为代表的宽禁带半导体材料以更大的优势力压第一、二代半导体材料成为佼佼者,统称第三代半导体材料。
 
    与第一、二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度,更高的击穿电场,更高的热导率,更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.2ev),亦称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料和器件的研究来看,较为成熟的是碳化硅和氮化镓半导体材料,而氧化锌、金刚石、氮化铝等材料的研究尚属起步阶段。在一番纷纷扰扰之后,碳化硅和氮化镓无疑成为第三代半导体材料双雄,发展最为迅速。
 
    上世纪90年代之后,氮化镓进入快速发展时期,年均增长率达到30%,日益成为大功率LED的关键性材料。此后,氮化镓也同碳化硅一起,进军功率器件市场。2012年,氮化镓市场中仅有两三家器件供应商,2013年以来,陆续有很多公司推出新产品,整体市场空间得到了较好扩充。
 
    碳化硅的商业化应用在21世纪才全面铺开,但商业化生产的碳化硅早在1987年就存在了。与低一级的Si相比,碳化硅有诸多优点:有高10倍的电场强度,高3倍的热导率,宽3倍禁带宽度,高1倍的饱和漂移速度。因为这些特点,用SiC制作的器件可以用于极端的环境条件下,微波及高频和短波长器件是目前已经成熟的应用市场,而在军用相控阵雷达、通信广播系统中,用SiC做为衬底的高亮度蓝光LED则是全彩色大面积显示屏的关键器件。碳化硅的市场被产业界颇为看好,根据预测,到2022年,其市场规模将达到40亿美元,年平均复合增长率可达到45%。
 
    在发展早期,因碳化硅与氮化镓两者的应用领域不同,其直接竞争的机会并不大。但未来随着功率半导体市场向两边横向发展,二者狭路相逢必不可免,届时孰强孰弱,自有定论。

责任编辑:Lily

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