Internationale Trends in der Entwicklung von Halbleitermaterialien
86 2023-05-20
Aus der Perspektive des Entwicklungstrends der internationalen Halbleiterindustrie, da das Moore-Gesetz, das von Silizium-Halbleitermaterialien dominiert wird, allmählich seine physikalische Grenze erreicht, kann Silizium die raschen Entwicklungsanforderungen neuer Anforderungen wie Mikrowellenfrequenz, Hochleistungsleistungselektronik und Optoelektronik nicht erfüllen. Die nächsten zehn Jahre werden entscheidende Auswirkungen auf die Umgestaltung der internationalen Halbleiterindustrie haben. Die dritte Generation von Halbleitern entstand in den frühen 1990er Jahren, repräsentiert durch breite Bandgap-Halbleitermaterialien wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN). Sie haben überlegene Leistung wie hohes elektrisches Feld, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Elektronensättigungs-Driftrate und starke Strahlungsbeständigkeit. Sie sind weit verbreitet als Schlüsselmaterialien in Schlüsselbereichen wie Informationsgesellschaft, künstliche Intelligenz, Internet der Dinge, moderne Landwirtschaft, moderne medizinische Behandlung, intelligenter Transport, nationale Verteidigung und Sicherheit, Sein Entwicklungsniveau ist einer der wichtigsten Indikatoren für die Hightech-Stärke eines Landes, nationale Verteidigungsfähigkeiten und internationale Wettbewerbsfähigkeit.http://www.ic-bom.com/
Siliziumkarbid ist das einzige Leistungshalbleitermaterial, das für eine neue Art von Stromsystem mit dem Ultra-Hochspannungs-Stromnetz erforderlich ist, das das 10000-Volt-Kiloampere-Niveau erreichen kann. Das Volumen und das Gewicht der elektronischen Steuerung neuer Energiefahrzeuge werden um 80%, reduziert und die Energieeffizienz wird um 20%. Galliumnitrid ist derzeit das einzige Material, das Hochfrequenz, hohe Effizienz und hohe Leistung gleichzeitig erreichen kann.Es ist ein Schlüsselmaterial, das die Aufrüstung und Aufrüstung von 5G-Kommunikationsbasisstationen unterstützt, das Layout von 6G-Kommunikationsbasisstationen priorisiert und die Leistung von Militärradar verbessert.
Nach unvollständigen Statistiken werden die Vereinigten Staaten, das Vereinigte Königreich, Italien, Singapur, Japan, Frankreich und andere Länder in 2022 21 öffentliche Forschungs- und Entwicklungsprojekte für Halbleiter der dritten Generation vorlegen, wobei der Gesamtbetrag über 1,26 Milliarden US-Dollar liegt. Es umfasst verschiedene Verbindungen wie Materialien, Epitaxie, Geräte, Systeme usw., wobei die Herstellung von 8-Zoll-Siliziumkarbid-Substraten und Wafern sowie Siliziumkarbid-Leistungsgeräten und elektronischen Steuersystemen für automobile 800V-Spannungsplattformen hervorgehoben wird.http://www.ic-bom.com/
Angetrieben durch die Nachfrage nach neuen Energiefahrzeugen, Photovoltaik und Energiespeichern hat sich die Halbleiterindustrie der dritten Generation rasant entwickelt.
Aus Sicht des internationalen Anwendungsbereichs wird Siliziumkarbid hauptsächlich in den Bereichen neue Energiefahrzeuge und Smart Grids eingesetzt. In Bezug auf Siliziumkarbid Einkristallsubstrate ist das gegenwärtige halbisolierende Substrat hauptsächlich 4 Zoll, während das leitfähige Substrat hauptsächlich 6 Zoll ist. Proben von 8-Zoll leitfähigen und halb isolierenden Substraten wurden entwickelt. Siliziumkarbid-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (SiC MOSFETs) und Siliziumkarbid-Leistungsmodule für den Automobileinsatz stehen derzeit im Fokus der Unternehmensentwicklung. Galliumnitrid wird hauptsächlich im Unterhaltungselektronikmarkt verwendet. Galliumnitridsubstrate sind hauptsächlich 2-4-Zoll groß, wobei Sumitomo Chemical und Mitsubishi Chemical 85% des globalen Marktanteils ausmachen. Kommerzialisierte Galliumnitrid homogene Epitaxie ist immer noch hauptsächlich 2-Zoll, mit 3-Zoll in der Entwicklungsphase. Die Anwendung von Saphir-basierten Galliumnitrid-Epitaxiematerialien konzentriert sich hauptsächlich auf LEDs, wobei der LED-Chip-Markt über 90% des optoelektronischen Marktes ausmacht. Der Markt für Anlagenbeleuchtung, Automobil- und Display-Screen-Anwendungen hat eine signifikante Expansion gezeigt, mit großen Gerätefirmen wie Nichia Chemical, Osram, Samsung, etc.und Chips auf Kundenseite erhöhen.
Die neue Runde der technologischen Revolution und der industriellen Transformation vertieft sich, und das internationale Kräftegleichgewicht befindet sich in tiefgreifenden Anpassungen. Die Entwicklung der neuen chinesischen Materialindustrie sieht sich neuen strategischen Chancen gegenüber. Die Halbleiterindustrie der dritten Generation muss die Chancen der Marktnachfrage Explosion und Lokalisierung Substitution nutzen, Chinas super großen Marktvorteil gut nutzen, weiterhin Schlüsseltechnologien für Materialien und Geräte durchbrechen, Standardsysteme verbessern, inländische Substitutionsanwendungen fördern, Talentkultivierung und -einführung stärken und ein industrielles Ökosystem mit vollständigen Faktoren, aktiver Innovation und offener Zusammenarbeit aufbauen. Gleichzeitig werden wir die Ressourcenallokation kontinuierlich optimieren, das Widerstands- und Sicherheitsniveau der industriellen Lieferkette effektiv verbessern, das Modernisierungsniveau des Industriesystems umfassend verbessern, führende Unternehmen und innovative Cluster schrittweise kultivieren, die hochwertige Entwicklung der Industrie führen und die Umsetzung der nationalen "Dual Carbon"-Strategie unterstützen.http://www.ic-bom.com/