Čeprav silicija (Si) trenutno v proizvodnji čipov z integriranim vezjem ni mogoče nadomestiti, lahko po toliko letih razvoja vsak zrel polprevodniški material sam po sebi spodbuja razvoj industrije. Kateri polprevodniški materiali obstajajo v industriji?
Prva generacija polprevodnikov:
Industrija je razvrstila polprevodniške materiale. Omenjeni silicij (Si) in germanij (Ge) sta prva generacija polprevodniških materialov.
Silicij (Si): Omenjeni silicij (Si) je trenutno najpogosteje uporabljen polprevodniški material, integrirana vezja pa so v osnovi izdelana iz silicija (Si). Silicij (Si) je splošno znan, ker je material CPU. Procesorji Intel in AMD temeljijo na siliciju (Si). Seveda so poleg procesorja tudi silicijeva (Si) jedra GPU in pomnilniški pomnilnik. Svet.
Germanij (Ge): Germanij (Ge) je material zgodnjih tranzistorjev. Lahko rečemo, da je germanij (Ge) po pojavu silicija (Si) upadel, vendar le, da germanija (Ge) ni popolnoma nadomestil silicij (Si) Kot eden pomembnih polprevodniških materialov je germanij (Ge ) je še vedno aktiven na nekaterih kanalskih področjih, kot so optična vlakna in sončne celice.
Polprevodniški materiali prve generacije so najbolj zreli v smislu razvoja tehnologije in nadzora stroškov. Tudi če polprevodniški materiali druge in tretje generacije v določenih lastnostih popolnoma presežejo silicij (Si), jih ni mogoče nadomestiti s komercialno uporabo. Ključ vrednosti silicija (Si) je nezmožnost doseganja visokih donosov, kot je silicij (Si).
Polprevodniki druge generacije:
Polprevodniški materiali druge generacije se bistveno razlikujejo od polprevodnikov prve generacije. Silicij (Si) in germanij (Ge) polprevodnikov prve generacije spadata med elementarne polprevodnike, torej so sestavljeni iz ene same snovi. Druga generacija pripada sestavljenim polprevodniškim materialom, ki so sintetizirani iz dveh ali več elementov in imajo polprevodniške lastnosti. Pogosto uporabljena polprevodnika druge generacije sta galijev arzenid (GaAs) in indijev fosfid (InP).
Galijev arzenid (GaAs): Galijev arzenid (GaAs) je eden ikoničnih izdelkov druge generacije polprevodniških materialov. LED-diode, o katerih pogosto slišimo, vključujejo galijev arzenid (GaAs).
Indij fosfid (InP): Indij fosfid (InP) je narejen s segrevanjem in reagiranjem kovinskega indija in rdečega fosforja v kremenčevi cevi. Zanj je značilna visoka temperaturna odpornost, visoka frekvenca in visoka hitrost, zato se pogosto uporablja v komunikacijski industriji za izdelavo komunikacijskih naprav.
Za drugo generacijo polprevodnikov lahko rečemo, da je temelj dobe 4G. Številne naprave 4G uporabljajo materiale, ki temeljijo na polprevodniških materialih druge generacije.
Tretja generacija polprevodnikov:
Tretja generacija polprevodnikov je tudi sestavljeni polprevodniški material, za katerega so značilni velika pasovna reža, velika moč, visoka frekvenca in visoka napetost. Reprezentativna izdelka sta silicijev karbid (SiC) in galijev nitrid (GaN).
Silicijev karbid (SiC): Silicijev karbid (SiC) ima značilnosti visokotemperaturne odpornosti in visokonapetostne odpornosti ter je zelo primeren za stikala močnostnih naprav. Na primer, veliko vrhunskih MOSFET-jev na matičnih ploščah je izdelanih iz silicijevega karbida (SiC).
Galijev nitrid (GaN): Galijev nitrid (GaN) in silicijev karbid (SiC) sta polprevodnika z visokim pasom. Zanje je značilna nizka poraba energije, primerna za visoke frekvence in primerna za gradnjo baznih postaj 5G. Edina pomanjkljivost je, da so tehnični stroški previsoki. , Na komercialnem področju je težko videti.
Trenutno je razvoj polprevodnikov tretje generacije na Kitajskem priljubljen zaradi majhne vrzeli med izhodiščem doma in v tujini ter možnostjo konkurence.
Previdnostni ukrepi:
Čeprav se šteje, da so ti polprevodniški materiali razdeljeni na prvo in drugo generacijo in zvenijo kot iterativni izdelki, pravzaprav ti polprevodniški materiali prve, druge in tretje generacije niso nadomestno razmerje. Njihove značilnosti so različne, scenariji uporabe pa različni. Prva, druga in tretja generacija so samo prepoznavni znak za industrijo, vendar so razdeljeni glede na material, nekateri scenariji pa se celo uporabljajo hkrati.