下面是小编为大家整理的第一至三代半导体材料渊源和概况,供大家参考。
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元素半导体材料
锗 （ 2 0 世 纪 5 0 年代 ）硅
第 一 代
应用范围
半导体分立器件
I C
……
技术最成熟 、 成本最低 、 产 业 链最完善
砷化镓 （ G a A s ）
电子迁移率是硅的 6 倍 ， 具有直接带隙
相比于硅 ， 具有高频 、 高速的光电性能
适合作为通信用半导体材料
在军事电子系统中的应用较为广泛
二元化合物半导体材料
磷化铟 （ I n P ）
……
铝砷化镓 （ G a A s A l ）
三 元化合物半导体材料
磷砷化镓 （ G a A s P ）
……
主要有
固溶体半导体材料
锗硅 （ Ge- S i ）
砷化镓 - 磷化镓 （ G a A s-G a P ）
……
半导体材 料 进化史
玻璃半导体 （ 又称非晶态半导体 ）
材料
非晶硅
玻璃态氧化物半导体
……
第二代
有机半导体材料
酞菁 酞菁铜
聚 丙 烯腈
……
高速
高频
大功率半导体器件
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应用范围
发光电子器件
卫星通信 、 移动通信 、 光通信和 G PS 导航系统
……
较为成熟
宽禁带 （ 禁带宽度 Eg > 2 . 3 eV ）
的半导体材料
金刚石
第 三 代
氧化锌 （ Z n O ）氮化铝 （ A lN ）
起步阶段
高温
高频
抗辐射及大功率器件
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应用范围
……
宽禁带
S i C 半导体材料性能特点
高击穿电场
高热导率
S i C 功率模块
半导体
宽禁带半导体材料 ， 适于制造高温 、 高频 、 抗辐射
大功率器件
S i C 功率二极管
S i C
SB D S I C - M OS FET
S i C
L G B T
S i C
T h y r isto r
用于电动汽车的车载充电设备
电机驱动控制器
S i C 下 游应用领域
、
新能源汽车
等
航空航天
碳化硅纤维 ， 适于制作耐高温材料 （ 热屏蔽材 料 、 耐高温输送带 、 过滤高温气体或熔融金属的滤布 ）
、 增强材料 （ 常 与 碳纤维 、 玻璃纤维合 用 ， 以增强金属 、 陶瓷为主 ）
……
技术难点 / 重点
生产 S i C 单晶衬底的关键步骤 - 单晶的生长
主要制备过程大致分为 两 步 ：
第 一 步
S i C
粉料在单晶炉中经过高温升华之后在单晶炉中形成
S i C晶锭 ； 第二步通过对
S i C
晶锭进行粗加工 、 切 割 、 研磨 、 抛光 ， 得到透明或半透明 、 无损伤 层 、 低粗糙度的
S i C
晶片 （ 即
S i C 衬底 ）
第一 至 三代半导体材 料渊源和概况
全球市场概览
呈现寡头竞争格局 - 美日欧玩家占据主导地位
原因 ：
美日欧玩家起步早
C r ee Dow C o r n i n g
S i C r y st al
国外玩家占据市场主导地位
II-VI
新日铁住金
N o r stel
产 业 链 上 游 - 衬底
……
山 东 天岳
北京天科合达
国内玩家
河北同光晶体有限公司
中科钢研节能科技有限公司
……
S i C —— 宽禁带材料领域技术成熟度最高
Dow C o r n i n g II-VI
N o r stel
国外玩家占据主导地位
C r ee
罗姆
S i C 半导体产 业 链玩家
产 业 链中游 - 外延片 （ 在衬底 上 生长 一 层单晶硅 ）
三 菱电机
I n f i n eo n
……
瀚天天成电子科技 （ 厦门 ）
有限公司
国内玩家
东 莞市天域半导体科技公司
……
英飞凌
（ Q YR esear c h ）世 界排名前五的 S i C 功率组件制造公司
安森美
意法半导体
N . V . 三 菱电机
Vis ha y 半导体
产 业 链 下 游 - 器件制造
中国电子科技集团有限公司
2 所
高纯碳化硅材料 、 高纯半绝缘晶片
1 3 所
55 所
（ 全产 业 链 ）
4 ～ 6 寸碳化硅外延生长 、 芯片设计与 制造 、 模块封装
第三代半导体材 料 市场情况 - （电子功率器件）
国内玩家 （ 器件 / 模块 / IDM ）
株洲中车时代电气股份有限公司北京 世 纪金光半导体有限公司 泰科天润半导体科技公司
厦门芯光润泽科技有限公司
扬州扬杰电子科技股份有限公司
上 海瞻芯电子科技有限公司
……
创新情况
市场预期
M a r k et
I n si g ht s
R ep o r ts 预测在 2 0 2 0 - 2 0 2 6年 ， 全球碳化硅半导体市场将以 1 7 . 2 % 的复合年增长率增长
性能特点
高输出功率 、 高功率密度 、 高工作带宽 、 高效率
体积小
重量轻等
光电领域
L ED
V CSEL （ 垂直腔面射型激光器 ）
功率放大器 P A
下 游应用领域
射频通讯 （ 射频前端 R F ）
双工器
Dup l e x er 和 Di p l e x er
射频开关 S w it c h
滤波器 F i l t er
低噪音放大器 LN A
功率器件
G aN
FET
全球市场概览
日本住友电工旗 下 SE DI 公司
硅基 G aN
C r ee 旗 下 Wo l f s p eed I n f i m eo n
国外
Q o r v o
M A C OM
IDM
A m p l eo n R F H I C
苏州能讯
主要玩家
国内
英诺赛科
大连芯冠科技
代工
国内
海威华芯 （ 主要为军工服务 ）三 安集成
创新情况
国内
2 0 2 0
--- 上 海芯元基半导体科技有限公司
开发出低位错密度的高阻 G aN 材料 ， 可用于电子功率器件和微波射频器件等的制备
市场预期
5 G 射频端需求带动 G aN 材料器件市场增长
碳化硅 （ S i C ）
（ 氮化镓 ）
G aN
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