Зачем нам нужные полупроводники?

Несмотря на то, что кремниевая технология и промышленная цепь зрелы, а стоимость производства чипов низкая, физические свойства материала ограничивают его применение в оптоэлектронике, высокочастотных и мощных устройствах и высокотемпературных устройствах. Три поколения полупроводниковых материалов имеют разные характеристики, которые также определяют их собственные преимущества и подходят для различных сценариев применения.

Первое поколение полупроводников включает в себя кремний и германий, которые имеют узкие косвенные полосы и низкую насыщенную подвижность электронов. Они в основном используются в низковольтных, низкочастотных (около 3 ГГц), средних и низкоэтажной (около 100 Вт) и детекторах. В настоящее время они являются основными производственными материалами для полупроводниковых устройств и интегрированных цепей; Из -за зрелой промышленной цепи и низкой стоимости, уровень проникновения составляет почти 95%.

Второе поколение полупроводников включает в себя арсенид галлия, фосфид индия и т. Д., Которые представляют собой прямые промежутки полос и имеют более высокую подвижность электронов. Они широко используются в спутниковой связи, мобильной связи и навигационных полях GPS с мощностью около 100 Вт и частотой около 100 ГГц. Тем не менее, ресурсы арсенида галлия являются относительно дефицитными и дорогими, а материал токсичен и оказывает большее влияние на окружающую среду. Его уровень проникновения составляет почти 1%.

Третье поколение полупроводников включает в себя карбид кремния, нитрид галлия и т. Д., Которые имеют преимущества большой полосовой зоны, электрического поля с высоким расщеплением, высокой теплопроводности, быстрой скорости насыщения электронов и сильной радиационной сопротивления. Они могут соответствовать требованиям технологии электроники электроники для высокой температуры, высокой мощности, высокого напряжения, высокочастотной и радиационной сопротивления, а его скорость проникновения составляет почти 5%.

Фактически, поскольку в законе Мура доминируют полупроводниковые материалы кремния, постепенно приближаясь к его физическому пределу, составные полупроводники с высокой подвижностью электронов, высокой критической прочткой поля разрушения, высокой теплопроводности, прямой энергией и широкой энергетической полосой начали расти и, как ожидается, станут одним из способов превзойти закон Мура.

Благодаря растущей популярности и широко распространенному применению устройств составных полупроводников, были выдвинуты новые требования для упаковки составных полупроводниковых устройств и модулей из-за потребностей применения, таких как низкая потери, низкая индуктивность, высокая плотность мощности, высокая производительность диссипации на тепло, высокая интеграция и многофункциональные, которые приводят к росту разработки, отличающуюся от технологии, с технологии, с технологией, с технологии, используя технологию, используя технологию. Выше требования при повышении надежности продукта.