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ballbet安卓:什么是第三代半导体?一分钟看懂第三代半导体主要使用在!
发布时间:2024-04-19 01:20:05   来源:ballbet安卓版 作者:ballbet安卓版西甲赞助    点击:54

  

  第三代半导体是目前高科技领域最热门的话题,不只中国想要这个技术,从欧洲、美国到中国台湾,所有人都在快速结盟,想在这个机会里分一杯羹。为什么第三代半导体这么火热?它的应用与商机在哪里?

  过去 30 年,台积电、联电擅长制造的逻辑 IC,大多数都是以硅为材料。但硅也有一些弱点,如果用门比喻,用硅做的半导体,就像是用木头做的木门,轻轻一拉就能打开,从绝缘变成导电。

  用第二代或第三代化合物半导体就像是铁门,甚至金库的大门,需要很大的力气,要施加大的电压,才能让半导体材料打开大门,让电子通过。因此,要处理高电压、高频信号,或是在信号的转换速度上,第三代半导体都优于传统的硅。

  目前,坊间所称的第二代半导体,指的是砷化镓、磷化铟这两种半导体材料,这是 1980 年代发展出来的技术。拓墣产业研究院分析师王尊民说,现在所称的第三代半导体,指的是氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)这两种材料,这是 2000 年之后才开始投入市场的新技术。

  尤其,第 3 类半导体并不好做,以通信芯片为例,要按照不同的通信需求,选不一样的材料,在原子等级的尺度下精确排好,难度有如给你各种不一样的形状的石头,堆出一座稳固的高塔,谁能用这些材料,生产出更省电、性能更好的晶体管,就是这一个市场的胜利者。

  第1,是将氮化镓材料用来制造 5G、射频通信的材料(简称 RF GaN)。过去 20 年,许多人想用成熟的硅制程,做出可以用在 5G 高频通讯上的零组件。

  最有名的是高通在 2013 年推出的 RF360 计划。当时,市场上担心,高通这项新技术推出之时,就是生产通信用化合物半导体制造商的死期,稳懋股价还曾因此重挫。

  结果,高通生产出来的硅晶片非常烫,完全没办法用在手机;后来,连高通都回头跟稳懋下单。业界人士观察,通信会愈来愈往高频发展,未来高频通信芯片都是化合物半导体的天下,王尊民观察,这个领域也是化合物半导体制造毛利率最高的部分,像稳懋和宏捷科的毛利都在三至四成。

  第2个市场,是用氮化镓制造电源转换器(简称 Power GaN),这是目前最热门的领域。过去生产相关产品,最难的部分是取得碳化硅的基板,一片 6 寸宽的圆片,要价高达 8 万元台币。而如今已经完成了芯片刻录(5纳米)的12寸的硅晶圆,最贵的仅1600美元。

  但近几年,市场开始出现将氮化镓堆叠在硅基板上的技术(GaN on Si)。这种技术大幅降低化合物半导体成本,用在生产处理数百伏特的电压转换,可以做到又小又省电。目前市面上已经可以看到,原本便当大小的笔电变压器,已经能做到只有饼干大小,OPPO、联想等公司,更积极要把这种技术内建在高阶手机和笔记本电脑电里。

  3月1日,野村证券发表题为A GaN Changer的产业报告,认为未来 2~3 年,第三代半导体将重塑全球消费性电源市场,取代用硅制造的 IGBT 电源管理晶片。野村证券报告预估,2023 年,这一个市场产值每年将以六成以上速度成长。

  第3个市场则是碳化硅供电芯片(SiC)。碳化硅材料的特殊之处在于,如果要转换接近 1,000 伏特以上的高电压,就只有碳化硅能达到要求;换句话说,如果要用在高铁,转换风力发电,或是推动大型的电动船、电动车,碳化硅都更有效率。

  第三代半导体是未来各国抢占电动车、新能源,甚至国防、太空优势,不能忽视的关键技术,谁在这样的领域领先,谁就能在这个领域胜出。

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