《電子技術(shù)應(yīng)用》
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半導(dǎo)體代際迅速發(fā)展,,羅姆:爭取2022年普及碳化硅

2018-09-27
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體 碳化硅 GaAsAl

  科技是人類一大進(jìn)步的基石,,自從第一次工業(yè)革命開始后,人類發(fā)展的速度突飛猛進(jìn),。越來越多科技產(chǎn)品的出現(xiàn)便利了人們的生活,現(xiàn)如今人們離不開電子產(chǎn)品等時(shí)代的產(chǎn)物了。

  時(shí)代在進(jìn)步,,科技也要繼續(xù)發(fā)展,,而半導(dǎo)體作為今日大部分電子產(chǎn)品,如計(jì)算機(jī),、移動(dòng)電話等產(chǎn)品中的核心單元必不可少的材料,,他的發(fā)展更是決定了科技發(fā)展的速度。常見的半導(dǎo)體材料有硅,、鍺,、砷化鎵等,而硅更是各種半導(dǎo)體材料中,,在商業(yè)應(yīng)用上最具有影響力的一種,。

 

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  直至今日,半導(dǎo)體已經(jīng)發(fā)展到第三代半導(dǎo)體的時(shí)代,,第三代半導(dǎo)體材料憑借其性能優(yōu)勢和巨大的產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用,,使得歐美日等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都把發(fā)展碳化硅半導(dǎo)體技術(shù)列入國家戰(zhàn)略,投入巨資支持發(fā)展,。在大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體的眾多企業(yè)之中,,羅姆憑借其全面的技術(shù),得到了世界的認(rèn)可,,本文將講述羅姆與其第三代半導(dǎo)體,。

  一、半導(dǎo)體的變化之路

  半導(dǎo)體的發(fā)展實(shí)際上可以追溯到很久以前,。從1833年,,英國科學(xué)家電子之父法拉第最先發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體現(xiàn)象至今,人們已經(jīng)推動(dòng)半導(dǎo)體發(fā)展到了第三代,。

  第一代半導(dǎo)體材料主要是指硅(Si),、鍺元素(Ge)半導(dǎo)體材料。作為第一代半導(dǎo)體材料的鍺和硅,,在國際信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)中的各類分立器件以及迅速發(fā)展的新能源,、硅光伏產(chǎn)業(yè)中都得到了極為廣泛的應(yīng)用,硅芯片在人類社會(huì)的每一個(gè)角落無不閃爍著它的光輝,。

  為了讓半導(dǎo)體在需要的時(shí)候具有盡量大的導(dǎo)電性,,人們發(fā)明了摻雜(當(dāng)然摻雜還有另外一個(gè)目的就是形成整流特性),這就形成了第二代半導(dǎo)體材料,。主要包括:化合物半導(dǎo)體材料,,如砷化鎵(GaAs);三元化合物半導(dǎo)體,如GaAsAl;還有一些固溶體半導(dǎo)體與非晶體半導(dǎo)體等,。

  第二代半導(dǎo)體材料主要用于制作高速,、高頻,、大功率以及發(fā)光電子器件,后期因信息高速公路和互聯(lián)網(wǎng)的興起,,還被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通訊,、移動(dòng)通訊、光通信和GPS導(dǎo)航等領(lǐng)域,。

  所謂的第三代半導(dǎo)體,,基本上屬于我國科技界的詞匯,主要以碳化硅(SiC),、氮化鎵(GaN),、氧化鋅(ZnO)、金剛石,、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶(Eg>2.3eV)半導(dǎo)體材料。

  我們常說的半導(dǎo)體材料代際進(jìn)步,,就在于不斷追逐更優(yōu)良絕緣體的高頻特性,。以SiC等為代表的第三代半導(dǎo)體材料將被廣泛用于光電子等領(lǐng)域,而隨著“理想半導(dǎo)體”SiC生產(chǎn)成本的降低,,SiC半導(dǎo)體正在憑借其優(yōu)良的性能逐步取代Si半導(dǎo)體,,打破Si基由于材料本身性能所遇到的瓶頸。無疑,,它將引發(fā)一場類似于蒸汽機(jī)一樣的產(chǎn)業(yè)革命,。

  第三代半導(dǎo)體由于禁帶寬度大,導(dǎo)電性極低而成為最優(yōu)良的絕緣體的代表,,也成為了人們心中的理想半導(dǎo)體材料,。

  二、羅姆半導(dǎo)體的發(fā)展

  2014年,,美國占領(lǐng)下一代功率電子產(chǎn)業(yè)這個(gè)正出現(xiàn)的規(guī)模最大,、發(fā)展最快的新興市場,同時(shí)創(chuàng)造出一大批高收入就業(yè)崗位,。于此同時(shí),,日本也建立了“下一代功率半導(dǎo)體封裝技術(shù)開發(fā)聯(lián)盟”,由大阪大學(xué)牽頭,,協(xié)同羅姆,、三菱電機(jī)、松下電器等18家從事SiC等的知名企業(yè)和研究中心,,共同開發(fā)適應(yīng)SiC和GaN等下一代功率半導(dǎo)體特點(diǎn)的先進(jìn)封裝技術(shù),。

  1982年羅姆半導(dǎo)體成立了半導(dǎo)體研究中心,開始了數(shù)字晶體管的開發(fā)和銷售,。一直以來羅姆憑借著被稱為“超常思維”的創(chuàng)新理念,,再加上年輕的,、充滿夢想和激情的員工的艱苦奮斗得到了迅速的發(fā)展。羅姆的分立式半導(dǎo)體產(chǎn)品主要有:晶體管,、二極管,、sic功率器件,而旗下半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)品主要有:加速度傳感器,、陀螺儀傳感器等,。

  

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  羅姆從2002年左右就開始進(jìn)行碳化硅前期的研究,在碳化硅的歷程來說,,經(jīng)驗(yàn)非常豐富的,,擁有18年的碳化硅研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。

  其次,,有一條龍的生態(tài)體系,,有完整的碳化硅產(chǎn)業(yè)線,包括晶圓,、原材料,、封裝等都是羅姆一條龍來做的。

  再次,,羅姆擁有業(yè)界比較先進(jìn)的Trench技術(shù),。最近普通硅基半導(dǎo)體已經(jīng)用Trench技術(shù)做了,碳化硅稍微晚一點(diǎn),,但是羅姆走在前面,。

  最后,ROHM的碳化硅的可靠性非常高,。

  從整體來看,,羅姆的半導(dǎo)體發(fā)展有幾個(gè)重要的時(shí)間點(diǎn),09年收購了一家碳化硅晶圓原材料廠家,。2010年開始量產(chǎn)SiC-SBD和全球首個(gè)量產(chǎn)SiC-MOS,,2012年全球首個(gè)量產(chǎn)全碳化硅功率模塊,2015年全球首個(gè)量產(chǎn)Trench構(gòu)造的SiC-MOS,。去年全球領(lǐng)先的6英寸的碳化硅晶圓也開始量產(chǎn),。

  因此我們現(xiàn)在看到的是ROHM是從原材料晶圓加工到最后的封裝都是一條龍生產(chǎn)體系。

  從現(xiàn)在的發(fā)展趨勢來看,,未來由半導(dǎo)體SiC材料制作成的功率器件將支撐起當(dāng)今節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨向,,成為節(jié)能設(shè)備最核心的部件,因此半導(dǎo)體SiC功率器件也被業(yè)界譽(yù)為功率變流裝置的“CPU”,、綠色經(jīng)濟(jì)的“核芯”,。而羅姆也會(huì)加大發(fā)展力度,爭取在2022使得碳化硅得到廣泛的運(yùn)用,。


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