IEEE發布半導體技術路線圖,助力碳化矽和氮化鎵材料發展

2020-12-23 電子發燒友

IEEE發布半導體技術路線圖，助力碳化矽和氮化鎵材料發展

佚名 發表於 2020-04-13 16:01:31

（文章來源：智東西）

近日，為了促進寬帶隙（WBG）半導體技術的發展，IEEE電力電子學會（PELS）發布了寬帶隙功率半導體（ITRW）的國際技術路線圖。

該路線圖確定了寬帶隙技術發展的關鍵趨勢、設計挑戰、潛在應用領域和未來應用預測。

一、什麼是寬帶隙半導體？寬帶隙半導體指的是在室溫下帶隙大於2.0eV的半導體材料，如碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）。這類材料的帶隙（絕緣態和導電態之間的能量差）明顯大於矽。因此，寬帶隙功率設備消耗的能源更少，可以承受更高的電壓，在更高的溫度和頻率下運行，並且能夠從可再生能源中產生更可靠的電力形式。

從應用角度看，寬帶隙半導體能夠廣泛應用於藍、紫光和紫外光電子器件，以及高頻、高溫、高功率等電氣器件中。但由於寬帶隙技術較新，所以製造成本比矽更高。

二、寬帶隙半導體的優勢，在路線圖委員會的專家們看來，碳化矽和氮化鎵材料的應用範圍越來越廣泛，在為行業提供矽無法實現的性能的同時，其價格也更加便宜。據了解，採用碳化矽和氮化矽功率轉換器研發的新一代寬帶隙半導體，其轉換速度比用矽材料研發的同類器件快100至1000倍。

與此同時，寬帶隙比矽還能節省更多能效。「一個典型的矽轉換器，使用者可以獲得約95%的能效，但使用寬帶隙轉換器，這一數值將接近99%。」Braham Ferreira說到。從應用方面看，採用寬帶隙材料製成的小型轉換器，通過其低功耗等特性，未來將廣泛地應用於腦、筆記本電腦、電視和電動汽車等電源供應市場。

三、路線圖重點關注四大領域，「該路線圖從戰略角度審視了寬帶隙的長期前景、未來、趨勢，以及潛在的可能性。」針對路線圖，ITRW指導委員會主席、IEEE研究員Braham Ferreira談到，其目的是加速寬帶隙技術的研發，以更好發揮這項新技術的潛力。

據了解，路線圖委員會由世界各地的材料學專家、工程師、設備專家、政策制定者，以及工業和學術界等領域代表組成。他們重點關注四個領域，分別為基板和設備、模塊和封裝、GaN系統和應用、SiC系統和應用。針對路線圖的制定，Braham Ferreira表示，由於他們不能直接對半導體設備的生產和開發下達行業指令，因此只能通過共識和協議來確定潛在的新應用領域，並為行業的長期研發和投資指明了方向。

路線圖摘要列出了採用WBG技術最有可能受益的市場，包括光伏轉換器、混合動力和純電動汽車傳動系統以及數據中心。從時間角度看，路線圖制定了5年短期、5至15年中期和長期三個階段的商業化框架。其中，短期主要提出了現有產品和設備的指標、中期則依據具體技術的商業花路徑、長期趨勢則突出了其他新領域的研究方向。
      （責任編輯：fqj）

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 三代半導體材料氮化鎵(GaN)概念股
    聚燦光電（300708）：公司主要從事化合物光電半導體材料的研發、生產和銷售業務，主要產品為GaN基高亮度LED外延片、晶片。2020年9月告，宿遷經濟技術開發區管理委員會與公司本著互惠互利、誠實守信和平等自願的原則，經充分友好協商，就乙方在甲方轄區的項目投資、建設和經營等相關事宜於近日籤訂《宿遷經濟技術開發區工業項目進區投資合同書》。項目主要產品：Mini/MicroLED氮化鎵、砷化鎵晶片，項目總投資約350000萬元，其中固定資產投資約300000萬元（含設備投入270000萬元以上）。
  • 國內第三代半導體迎窗口期 今年氮化鎵、碳化矽產值或達70億元
    第三代半導體產業技術創新戰略聯盟理事長吳玲11月24日在2020國際第三代半導體論壇上透露，雙循環模式推動國產化替代，2020年中國SiC（碳化矽）、GaN（氮化鎵）電力電子和微波射頻產值預計將約為70億元。
  • 第三代半導體材料之碳化矽(SiC)
    碳化矽（SiC）材料是功率半導體行業主要進步發展方向，用於製作功率器件，可顯著提高電能利用率。可預見的未來內，新能源汽車是碳化矽功率器件的主要應用場景。特斯拉作為技術先驅，已率先在Model 3中集成全碳化矽模塊，其他一線車企亦皆計劃擴大碳化矽的應用。隨著碳化矽器件製造成本的日漸降低、工藝技術的逐步成熟，碳化矽功率器件行業未來可期。
  • 碳化矽(SiC)緣何成為第三代半導體最重要的材料?一文為你揭秘
    二、碳化矽器件的優勢特性　　碳化矽（SiC）是目前發展最成熟的寬禁帶半導體材料，世界各國對SiC的研究非常重視，紛紛投入大量的人力物力積極發展，美國、歐洲、日本等不僅從國家層面上制定了相應的研究規劃，而且一些國際電子業巨頭也都投入巨資發展碳化矽半導體器件。
  • 解密第三代半導體材料:華為小米緊追,突破歐美鎖喉的新武器
    隨後幾個月，各大廠商紛紛「跟風」，把「氮化鎵」「快充」等概念作為造勢賣點。4月8日，華為發布一款功率同為65W的氮化鎵充電器，支持Type-C和A雙口模式，能給手機和平板充電。7月15日，OPPO發布一款50W mini氮化鎵充電器，厚度僅10mm，外形酷似「餅乾」。
  • 第一屆亞太碳化矽及相關材料國際會議將於7月在北京舉行
    亞太地區知名專家學者將齊聚APCSCRM 2018 北京2018年6月15日電 /美通社/ -- 近年來，碳化矽等寬禁帶半導體已成為全球高技術領域競爭戰略制高點之一，國際半導體及材料領域研究和發展的熱點。
  • 碳化矽(SiC) 未來可期,廠商們加速布局
    第三代半導體材料包括氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC) 等寬頻化合物半導體材料，其中，碳化矽具備低導通電阻、高切換頻率、耐高溫與耐高壓等優勢，可應用於1200 伏特以上的高壓環境。相較於氮化鎵，碳化矽更耐高溫、耐高壓，較適合應用於嚴苛的環境，應用層面廣泛，如風電、鐵路等大型交通工具，及太陽能逆變器、不斷電系統、智慧電網、電源供應器等高功率應用領域。近來隨著電動車與混合動力車發展，碳化矽材料快速在新能源車領域崛起，主要應用包括車載充電器、降壓轉換器與逆變器。
  • |氮化鎵|微波|半導體_網易訂閱
    其中主要關鍵信息有：　　1、波長為365納米，使用i線作為光源；　　2、支持晶圓尺寸：2英寸、6英寸、8英寸；　　3、除了支持矽晶圓之外，還支持其它化合物半導體，譬如氮化鎵和碳化矽。並且生產線路提升17%。　　i線光源，365納米波長，是光刻機第二代的技術基礎。佳能推出這款光刻機的目的在於提高氮化鎵和碳化矽等新型基礎材料的生產效率。
  • 深度:「氮化鎵」黑馬殺入!睿創微納15億進軍化合物半導體
    來源：時刻頭條微集半導體研究 憑藉高功率、高頻工作環境下的優良性能，氮化鎵（GaN）等化合物半導體正在快速崛起。近日，國內紅外龍頭睿創微納發布公告，擬投資15億元，正式進軍化合物半導體，氮化鎵領域迎來新的挑戰者。
  • 第三代半導體專題報告:蓬勃發展,大有可為
    半導體材料是產業發展的基石 半導體材料是製作半導體器件和集成電路的電子材料，也是整個半導體產 業的基礎，其具備半導體性，導電能力介於導體與絕緣體之間。 1.1.第一代半導體材料 第一代半導體材料主要是指矽(Si)、鍺(Ge)半導體材料，興起於二十 世紀五十年代，帶動了以集成電路為核心的微電子產業的快速發展，被廣泛的 應用於消費電子、通信、光伏、軍事以及航空航天等多個領域。
  • 氮化鎵引爆快充市場概念股受追捧
    有行業人士認為，隨著技術的突破，產品價格降低，氮化鎵會成為最重要的半導體材料，使行業產生巨大變革。(金融投資報) 　　隨著小米10的發布，氮化鎵充電器開始進入大眾視野，同時也激活了相關概念股。在國內，氮化鎵被稱為第三代半導體材料。相比矽，其性能成倍提升，帶來的優勢就是比矽更適合做大功率的器件，體積更小，功率密度更大。
  • 入局「網紅」氮化鎵,手機廠商捧出百億新風口
    雖然氮化鎵和碳化矽同為第三代半導體，但由於電動汽車在應用碳化矽器件後，同樣的電池容量可以提升更長的續航裡程，整體來說還是有切實的經濟效益的。（具體可參見：《為了提升續航，馬斯克又引發一場「造芯」革命，華為比亞迪已進場》）從原材料難以生產到封裝成本高，都導致了氮化鎵器件的「高貴」。
  • 第三代半導體:精選股,坐著火箭一樣上衝!
    傅盤：板塊分析 十四五規劃國家研發重要發展方向！ 第三代半導體是「十四五」重要發展方向，據國家新材料產業發展專家諮詢委員會委員介紹，國家2030計劃和「十四五」國家研發計劃已明確第三代半導體是重要發展方向。
  • 我國寬禁帶半導體科技的開拓者郝躍
    作為我國著名微電子學與固體電子學家，郝躍院士開拓和引領了我國第三代（寬禁帶）半導體材料與器件的發展，創建了我國第三代半導體氮化鎵外延生長、器件結構以及製造工藝的理論與技術體系，實現了我國第三代半導體從核心設備、材料到器件的重大創新，為我國在氮化物第三代半導體電子器件步入國際領先行列做出了重要貢獻。
  • 新陽半導體關鍵材料二期、露笑科技碳化矽產業園項目落戶合肥
    集微網消息，9月15日，2020中國半導體材料創新發展大會上，合肥晶合集成電路有限公司二期項目、新陽半導體關鍵材料二期項目、露笑科技第三代半導體（碳化矽）產業園項目等11個重點項目籤約落戶合肥市。當日，合肥半導體材料產業園也正式揭牌。
  • 氮化鎵充電器的發展前景_氮化鎵充電器概念股
    氮化鎵充電器的發展前景 　　氮化鎵充電器前景非常明朗，大概率會取代傳統充電器。 　　氮化鎵充電器為何能夠取代傳統的充電器呢，或者說氮化鎵充電器都有哪些優勢？下面給給大家進行解答。 　　首先我們知道隨著快充功率的增大，快充頭體積也就更大。蘋果原裝5W充電器體積小，但是功率也小；而18W充電器的體積比5W更大，同樣的，30W充電器會比18W更大。那有沒有新的材料可以保證大功率，小體積呢？顯然，氮化鎵就是我們一直尋找的這種材料。
  • 2020年全球第三代半導體材料行業市場需求分析 新能源汽車、5G基站...
    以碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的的第三代半導體材料主要用於電力電子、微波射頻和光電子器件的製造。1、第三代半導體材料應用於三大器件的製造以碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AIN)為代表的寬禁帶半導體材料，被稱為第三代半導體材料，目前發展較為成熟的是碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)，其主要應用於電力電子器件和射頻器件製造中。
  • 芯聚能周曉陽:電動車是碳化矽的「殺手級應用」,但對封裝提出了新...
    集微網消息，無論在消費、工業還是汽車領域，目前氮化鎵都已有了成熟應用的案例。英諾賽科銷售副總裁陳鈺林指出，在快充和雷射雷達領域，氮化鎵已經實現了千萬級別的出貨，英偉達在新一代人工智慧處理器主板上也使用了100伏的低壓氮化鎵電源模塊。
  • 什麼是第三代半導體?包你能看懂!
    代表材料：矽（Si）、鍺（Ge）元素半導體材料。 應用領域：集成電路、電子信息網絡工程、電腦、手機、電視、航空航天、各類軍事工程和迅速發展的新能源、矽光伏產業。
  • 2020年第三季國內化合物半導體相關項目匯總
    、國宏中晶集團有限公司共同就碳化矽半導體新材料及雷射陀螺儀製造兩個「高精尖」項目正式籤訂投資協議，此次籤約的碳化矽半導體新材料及雷射陀螺儀製造項目總投資18億元，規劃用地130畝，項目建成後年產值約16億元。