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              半導體芯片有哪些應用領域

              來源:http://www.gdcwbegumpet.com/ │ 發表時間:2019-11-07 | 瀏覽數:載入中...

               半導體芯片通常也可稱為集成電路,是指在半導體片材上進行浸蝕、布線、制成的能實現某種功能的半導體器件。不只是硅芯片,常見的還包括砷化鎵、氮化鎵、碳化硅等半導體材料。半導體制造的過程就是“點石成金“的過程,主要是對硅晶圓的一系列處理,簡單來說就是通過外延生長、光刻、刻蝕、摻雜和拋光,在硅片上形成所需要的電路,將硅片變成芯片。

              芯片

               化合物半導體

               半導體材料是制作半導體器件和集成電路的電子材料,是半導體工業的基礎。隨著新的半導體材料出現、電力電子技能進步與制作工藝的升高,半導體在過去經歷了三代變化。砷化鎵(GaAs)和氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)半導體分別作為第二代和第三代半導體的representative,與頭一代半導體硅(Si)相比,在高頻、高溫等方面性能比較advanced。

               化合物半導體芯片因其advanced的高頻性能,常用來制造功率半導體,其應用領域越來越普遍。在應用中通過變頻、變壓、變流、功率放大及管理的方式實現兩大功能:放大和開關。目前75%及以上的電能應用需要進行功率變換以后才能供設備使用。其應用領域越來越普遍。

                放大:低頻功率變為高頻功率,豐富利用放大作用,就可以使用小功率驅動馬達。

              開關:切換電路的開與關,其開關速度越快,越能實現精密control。

               砷化鎵半導體

               砷化鎵半導體芯片主要用于微波功率器件,即工作在微波波段(頻率300~300000兆赫之間)的半導體器件。由于Si在物理特性上的先天限制,只能應用在1GHz以下的頻率。然而近年來由于無線高頻通訊產品及時發展,使得具備高工作頻率、電子遷移速率、抗天然輻照及耗電量小等特性的砷化鎵脫穎而出,在微波通訊領域大規模應用。

               由于砷化鎵高頻傳輸的特性,除了在手機應用中及時成長外,筆記本電腦、平板電腦中搭載的WiFi模組、固定網絡無線傳輸,以及光纖通訊、衛星通訊、點對點微波通訊、有線電視、汽車導航系統、汽車防撞系統等,也分別采用1~4顆數量不等的功率放大器,這都是推動砷化鎵成長的加大動力。

              氮化鎵半導體

               氮化鎵材料由于禁帶寬度達到3.4eV,與SIC、金剛石等半導體材料一起,被譽為第三代半導體材料,也稱為寬禁帶半導體。由于氮化鎵具有禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和電子速度大、熱導率高、介電常數小、化學的性質穩定和抗輻照能力強等advantage,成為高溫、高頻、大功率微波器件的優先選擇材料之一。

               氮化鎵(GaN)與砷化鎵(GaAs)性能比較;氮化鎵(GaN)與硅(Si)性能比較由于對高速、高溫和大功率半導體器件需求的不斷增加,使得氮化鎵材料器件逐漸被半導體市場應用。其主要應用領域包括:

              新能源領域:

               在可再生能源領域,在將風電和太陽能電力接入電網以及減少輸電損耗方面,都發揮了比較重要的作用;綠色能源、電動汽車、綠色電子照明等新興領域正在成為功率器件市場應用的新熱點,需求強勁。

               信息通訊設備領域:

               增強型氮化鎵電晶體表現出高耐輻照性能,從而適用于通訊和科學衛星的功率和通訊系統;點到點通信、衛星通信、各雷達和新型工業/medical treatment應用都將從這些大功率氮化鎵器件的應用中獲益。

               4C產業:

               國度內各主要IT產品仍將保持旺盛的市場需求,筆記本電腦、顯示器、打印機、電視機、組合音響、激光視盤機等傳統產品以及新興汽車電子均將在未來保持平穩增加。隨著空調、節能電機等電子產品產能向China大陸轉移,功率半導體的需求也將成倍地增加。

               能智電網領域:

               功率半導體在升高整個電力供應鏈--從發電、輸配電到至后的用電--的能效方面發揮著比較重要的作用。

               碳化硅半導體

               碳化硅(SiC)因其在高溫、high voltage、高頻等條件下的advanced性能表現,成為當前較受關注的半導體材料之一,在交流-直流轉換器等電源轉換裝置中得到大量應用,未來亦有望在半導體功率器件領域逐步實現對硅的全方面替代,碳化硅半導體時代即將開啟。

               與硅器件相比,碳化硅半導體芯片的功率損耗可減少將近50%,從而有用升高電源轉換效率。碳化硅器件由于轉換效率高、發熱小,所以可以有用減小冷卻系統的體積,從而實現電源轉換裝置整體的小型化,這對于新能源汽車等需要大量電源轉換裝置的系統具有重大的意義。因此,對于需要高轉換效率和高功率密度的系統,碳化硅器件具有不能比擬的有用形勢,是當仁不讓的初選產品。

               正因為碳化硅具備這些advanced的性能,所以它特適合深井鉆探、太陽能逆變器(實現直流與交流的轉換)、風能逆變器、電動汽車與混合動力汽車、工業驅動以及輕軌牽引等需要大功率電源轉換的應用。

               上海工軍電子是一家專注于電力電子、電能變換及control領域產品的研發、生產、銷售和服務的革新型企業;主要服務于military industry、科研院所、高等裝備制造、新能源等行業;以應用advanced的技能為基礎,堅持入口替代、行業營銷、為用戶提供各產品及整體解決方案。

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