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  • IGBT功率半導(dǎo)體市場呈壟斷格局

    IGBT，絕緣柵雙極型晶體管，是由MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)和BJT(雙極型三極管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面優(yōu)點(diǎn)，具有驅(qū)動功率小、壓降低和載流密度小等優(yōu)勢。 IGBT是公認(rèn)的電力電子技術(shù)第三次革命代表性產(chǎn)品，是工控及自動化領(lǐng)域核心元器件，其作用類似于心臟，能夠根據(jù)裝置中信號指令來調(diào)節(jié)電壓、電流、頻率、相位等，被稱為電力電子行業(yè)的“CPU”，主要分為工業(yè)級、軍用級、車規(guī)級三大類，在軌道交通、新能源汽車、智能電網(wǎng)、家電、航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛應(yīng)用。按照電壓范圍，軌道交通、智能電網(wǎng)等主要應(yīng)用大容量高壓IGBT，而家電、新能源汽車等則應(yīng)用中低壓IGBT。 車規(guī)級IGBT有望成為最大的應(yīng)用市場，而新能源汽車又占據(jù)車規(guī)級IGBT市場的近八成。在新能源汽車制造中，IGBT約占電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)成本的50%，而電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)占整車成本的15-20%，IGBT占到整車成本的7-10%。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2018年全球車規(guī)級IGBT市場規(guī)模為58.36億美元，同比增長11.1%，繼續(xù)維持穩(wěn)定高速增長。我國是車規(guī)級IGBT的主要市場之一，約占全球的四分之一，2018年我國車規(guī)級IGBT的市場規(guī)模約160億元，近五年復(fù)合增長率超過20%。 目前IGBT市場主要為國外壟斷，根據(jù)HIS數(shù)據(jù)，2017年全球前十大IGBT模塊企業(yè)分別為英飛凌、三菱、富士電機(jī)、賽米控、安森美半導(dǎo)體、威科電子、丹佛斯、艾賽斯、日立、斯達(dá)半導(dǎo)，市場份額分別為22.4%、17.9%、9.0%、8.3%、6.9%、3.6%、2.7%、2.6%、2.2%、2.2%。前十強(qiáng)市場集中度接近80%，前五強(qiáng)市場集中度為64.5%，呈現(xiàn)寡頭壟斷的競爭格局。國內(nèi)方面，中車時代電氣制造了全球首條8英寸高壓IGBT芯片生產(chǎn)線，在軌道交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了芯片設(shè)計(jì)、封裝測試、制造及裝車應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。比亞迪發(fā)布了IGBT4.0技術(shù)，成為國內(nèi)首個貫通新能源汽車IGBT芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊封裝、仿真測試以及整車測試等全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，目前正在長沙建設(shè)25萬片8英寸新能源汽車電子芯片生產(chǎn)線。斯達(dá)半導(dǎo)體是國內(nèi)唯一進(jìn)入全球前十的IGBT模塊廠商，具備國際主流IGBT(第六代)IGBT芯片和快恢復(fù)二極管芯片的能力，是國內(nèi)IGBT行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。 IGBT經(jīng)過30年的發(fā)展，已發(fā)展到第七代技術(shù)。三菱推出的第七代采用了一體化基板和樹脂直接灌封的SLC技術(shù)，并優(yōu)化了一體化基板中的絕緣材料和灌封的樹脂材料，模塊的熱循環(huán)壽命和功率循環(huán)壽命得到極大的提升。新材料、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)將成為IGBT技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。新材料的突破表現(xiàn)為采取碳化硅、氮化鎵等第三代寬禁帶半導(dǎo)體，碳化硅已在1200V以上高壓模塊中使用，且取得了良好效應(yīng)。新技術(shù)的突破表現(xiàn)為封裝工藝和集成技術(shù)，比如雙面焊接、高溫塑封工藝、雙面散熱技術(shù)等及集成式輪轂電機(jī)等。新結(jié)構(gòu)的突破表現(xiàn)為微溝槽柵結(jié)構(gòu)的溝道密度、體積等。 IGBT廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)的發(fā)電端，輸變電端及用電端。在新能源領(lǐng)域，中國已成為太陽能電池生產(chǎn)的第一大國，意味著中國新能源市場蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)。

    半導(dǎo)體 igbt 功率半導(dǎo)體

  • 三代半導(dǎo)體材料之間的區(qū)別？

    半導(dǎo)體材料共經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，那么有網(wǎng)友有疑問：第三代半導(dǎo)體材料誕生之后，第一代和第二代半導(dǎo)體材料還在發(fā)揮作用嗎?以及第三代半導(dǎo)體相較第一代、第二代有哪些進(jìn)步?這三代半導(dǎo)體之間有什么技術(shù)區(qū)別?為何氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)在第三代半導(dǎo)體中備受追捧? 第一階段是以硅(Si)、鍺(Ge)為代表的第一代半導(dǎo)體原料; 第二階段是以砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等化合物為代表; 第三階段是以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)、硒化鋅(ZnSe)等寬帶半導(dǎo)體原料為主。 半導(dǎo)體材料與器件發(fā)展史 在材料領(lǐng)域的第一代，第二代，第三代并不具有“后一代優(yōu)于前一代”的說法。國外一般會把氮化鎵、碳化硅等材料叫做寬禁帶半導(dǎo)體;把氮化鎵、氮化鋁、氮化銦和他們的混晶材料成為氮化物半導(dǎo)體、或者把氮化鎵、砷化鎵、磷化銦成為III-V族半導(dǎo)體。我國采用的第三代半導(dǎo)體材料的說法是與人類歷史上的由半導(dǎo)體材料大規(guī)模應(yīng)用帶來的三次產(chǎn)業(yè)革命相對應(yīng)。目前，第三代半導(dǎo)體正在高速發(fā)展，第一、二代半導(dǎo)體也仍在產(chǎn)業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用，發(fā)揮第三代半導(dǎo)體無法替代的作用。 第一代半導(dǎo)體材料 興起時間：二十世紀(jì)五十年代; 代表材料：硅(Si)、鍺元素(Ge)半導(dǎo)體材料。 歷史意義：第一代半導(dǎo)體材料引發(fā)了集成電路(IC)為核心的微電子領(lǐng)域迅速發(fā)展。 由于硅材料的帶隙較窄、電子遷移率和擊穿電場較低，Si 在光電子領(lǐng)域和高頻高功率器件方面的應(yīng)用受到諸多限制。但第一代半導(dǎo)體具有技術(shù)成熟度較高且具有成本優(yōu)勢，仍廣泛應(yīng)用在電子信息領(lǐng)域及新能源、硅光伏產(chǎn)業(yè)中。 硅在光伏領(lǐng)域應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈 第二代半導(dǎo)體材料 興起時間：20世紀(jì)九十年代以來,隨著移動通信的飛速發(fā)展、以光纖通信為基礎(chǔ)的信息高速公路和互聯(lián)網(wǎng)的興起,以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導(dǎo)體材料開始嶄露頭角。 代表材料：第二代半導(dǎo)體材料是化合物半導(dǎo)體;如砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb);GaAsAl、GaAsP;還有一些固溶體半導(dǎo)體，如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半導(dǎo)體(又稱非晶態(tài)半導(dǎo)體)，如非晶硅、玻璃態(tài)氧化物半導(dǎo)體;有機(jī)半導(dǎo)體，如酞菁、酞菁銅、聚丙烯腈等。 性能特點(diǎn)：以砷化鎵為例，相比于第一代半導(dǎo)體，砷化鎵具有高頻、抗輻射、耐高溫的特性，因此廣泛應(yīng)用在主流的商用無線通信、光通訊以及國防軍工用途上。 歷史意義：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，是制作高性能微波、毫米波器件及發(fā)光器件的優(yōu)良材料。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、移動通訊、光通信和GPS導(dǎo)航等領(lǐng)域。如相比于第一代半導(dǎo)體，砷化鎵(GaAs)能夠應(yīng)用在光電子領(lǐng)域，尤其在紅外激光器和高亮度的紅光二極管等方面。 從21世紀(jì)開始，智能手機(jī)、新能源汽車、機(jī)器人等新興的電子科技發(fā)展迅速，同時全球能源和環(huán)境危機(jī)突出，能源利用趨向低功耗和精細(xì)管理，傳統(tǒng)的第一、二代半導(dǎo)體材料由于自身的性能限制已經(jīng)無法滿足科技的需求，這就呼喚需要出現(xiàn)新的材料來進(jìn)行替代。 第三代半導(dǎo)體材料 起源時間：美國早在1993年就已經(jīng)研制出第一支氮化鎵的材料和器件，而我國最早的研究隊(duì)伍——中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所在1995年也起步該方面的研究，并于2000年做出HEMT結(jié)構(gòu)材料。 代表材料：第三代半導(dǎo)體材料主要以碳化硅(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。 發(fā)展現(xiàn)狀：在5G通信、新能源汽車、光伏逆變器等應(yīng)用需求的明確牽引下，目前，應(yīng)用領(lǐng)域的頭部企業(yè)已開始使用第三代半導(dǎo)體技術(shù)，也進(jìn)一步提振了行業(yè)信心和堅(jiān)定對第三代半導(dǎo)體技術(shù)路線的投資。 性能分析：與第一代和第二代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度(>2.2eV)、更高的擊穿電場、更高的熱導(dǎo)率、更高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力，更適合于制作高溫、高頻、大功率及抗輻射器件，可廣泛應(yīng)用在高壓、高頻、高溫以及高可靠性等領(lǐng)域，包括射頻通信、雷達(dá)、衛(wèi)星、電源管理、汽車電子、工業(yè)電力電子等。 半導(dǎo)體主要材料及應(yīng)用 第三代半導(dǎo)體中，SiC 與 GaN 相比較，前者相對 GaN 發(fā)展更早一些，技術(shù)成熟度也更高一些;兩者有一個很大的區(qū)別是熱導(dǎo)率，這使得在高功率應(yīng)用中，SiC占據(jù)統(tǒng)治地位;同時由于GaN具有更高的電子遷移率，因而能夠比SiC 或Si 具有更高的開關(guān)速度，在高頻率應(yīng)用領(lǐng)域，GaN具備優(yōu)勢。 從下表常用的“優(yōu)值(Figure of Merit, FOM)”可以清晰地看出，SiC和GaN相較于前兩代半導(dǎo)體材料在功能與特性上有了巨大的提升。 GaN和SiC在材料性能上各有優(yōu)劣，因此在應(yīng)用領(lǐng)域上各有側(cè)重和互補(bǔ)。如GaN的高頻Baliga優(yōu)值顯著高于SiC，因此GaN的優(yōu)勢在高頻小電力領(lǐng)域，集中在1000V以下，例如通信基站、毫米波等。SiC的Keye優(yōu)值顯著高于GaN，因此SiC的優(yōu)勢在高溫和1200V以上的大電力領(lǐng)域，包括電力、高鐵、電動車、工業(yè)電機(jī)等。在中低頻、中低功率領(lǐng)域，GaN和SiC都可以應(yīng)用，與傳統(tǒng)Si基器件競爭。 第三代半導(dǎo)體-氮化鎵(GaN) GaN器件主要包括射頻器件、電力電子功率器件、以及光電器件三類。GaN的商業(yè)化應(yīng)用始于LED照明和激光器，其更多是基于GaN的直接帶隙特性和光譜特性，相關(guān)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟。射頻器件和功率器件是發(fā)揮GaN寬禁帶半導(dǎo)體特性的主要應(yīng)用領(lǐng)域. 應(yīng)用優(yōu)勢：體積小、高頻高功率、低能耗速度快;5G通信將是GaN射頻器件市場的主要增長驅(qū)動因素。 5G基站會用到多發(fā)多收天線陣列方案，GaN射頻器件對于整個天線系統(tǒng)的功耗和尺寸都有巨大的改進(jìn)。在高功率，高頻率射頻應(yīng)用中，獲得更高的帶寬、更快的傳輸速率，以及更低的系統(tǒng)功耗此外，GaN射頻功率晶體管，可作為新的固態(tài)能量微波源，替代傳統(tǒng)的2.45GHz磁控管，應(yīng)用于從微波爐到高功率焊接機(jī)等消費(fèi)電子和工業(yè)領(lǐng)域。 2017年全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模為327億美元，預(yù)計(jì)到2022年達(dá)到426億美元。工業(yè)、汽車、無線通訊和消費(fèi)電子是前四大終端市場。 第三代半導(dǎo)體-碳化硅(SiC) SiC從上世紀(jì)70年代開始研發(fā)。2001年SiCSBD商用，2010年SiCMOSFET商用。SiCIGBT目前還在研發(fā)中。SiC能大大降低功率轉(zhuǎn)換中的開關(guān)損耗，因此具有更好的能源轉(zhuǎn)換效率，更容易實(shí)現(xiàn)模塊的小型化，更耐高溫。 SiC功率器件的主要應(yīng)用：智能電網(wǎng)、交通、新能源汽車、光伏、風(fēng)電;新能源汽車是SiC功率器件市場的主要增長驅(qū)動因素。目前SiC器件在新能源車上應(yīng)用主要是功率控制單元(PCU)、逆變器，DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器等方面。 2017年全球SiC功率半導(dǎo)體市場總額達(dá)3.99億美元。預(yù)計(jì)到2023年，SiC功率半導(dǎo)體的市場總額將達(dá)16.44億美元。 第一、二代半導(dǎo)體技術(shù)長期共存：現(xiàn)階段是第一、二、三代半導(dǎo)體材料均在廣泛使用的階段。為什么第二代的出現(xiàn)沒有取代第一代呢?第三代半導(dǎo)體是否可以全面取代傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料呢? 那是因?yàn)镾i和化合物半導(dǎo)體是兩種互補(bǔ)的材料，化合物的某些性能優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了Si晶體的缺點(diǎn)，而Si晶體的生產(chǎn)工藝又明顯的有不可取代的優(yōu)勢，且兩者在應(yīng)用領(lǐng)域都有一定的局限性，因此在半導(dǎo)體的應(yīng)用上常常采用兼容手段將這二者兼容，取各自的優(yōu)點(diǎn)，從而生產(chǎn)出符合更高要求的產(chǎn)品，如高可靠、高速度的國防軍事產(chǎn)品。因此第一、二代是一種長期共同的狀態(tài)。 第三代有望全面取代：第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，可以被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，消費(fèi)電子、照明、新能源汽車、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等，且具備眾多的優(yōu)良性能可突破第一、二代半導(dǎo)體材料的發(fā)展瓶頸，故被市場看好的同時，隨著技術(shù)的發(fā)展有望全面取代第一、二代半導(dǎo)體材料。 新基建為國內(nèi)半導(dǎo)體廠商提供巨大發(fā)展機(jī)遇：我國在第三半導(dǎo)體材料上的起步比較晚，且相對國外的技術(shù)水平較低。這是一次彎道超車的機(jī)會，但是我國需要面對的困難和挑戰(zhàn)還是很多的。 4月20日，國家發(fā)改委首次官宣“新基建”的范圍，正式定調(diào)了5G基建、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等七大領(lǐng)域的發(fā)展方向?！靶禄ā弊鳛樾屡d產(chǎn)業(yè)，一端連接著不斷升級的消費(fèi)市場，另一端連接著飛速發(fā)展的科技創(chuàng)新。以碳化硅(SiC)以及IGBT為核心的功率半導(dǎo)體，支撐著新能源汽車、充電樁、基站/數(shù)據(jù)中心電源、特高壓以及軌道交通系統(tǒng)的建設(shè);以AI芯片為核心的SOC芯片，支撐著數(shù)據(jù)中心、人工智能系統(tǒng)的建設(shè)。氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)為首的第三代半導(dǎo)體是支持“新基建”的核心材料。在“新基建”與國產(chǎn)替代的加持下，國內(nèi)半導(dǎo)體廠商將迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。

    半導(dǎo)體 碳化硅 氮化鎵 半導(dǎo)體材料

  • SiC晶圓激光切割技術(shù)

    常用的半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體。元素半導(dǎo)體是由單一元素制成的半導(dǎo)體材料，主要由硅、鍺、硒等;化合物半導(dǎo)體分為二元系、三元系、多元系和有機(jī)化合物半導(dǎo)體。 自1960年代起，以硅為標(biāo)志的第一代半導(dǎo)體材料一直是半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)品中使用最多的材料，由于其在通常條件下具備良好的穩(wěn)定性，硅襯底一直被廣泛使用于集成電路芯片領(lǐng)域;但硅襯底在光電應(yīng)用領(lǐng)域、高頻高功率應(yīng)用領(lǐng)域中存在材料性能不足的缺點(diǎn)，因此以光通訊為代表的行業(yè)開始使用GaAs和、InP等二代半導(dǎo)體材料作為器件襯底。 SiC和GaN為代表的寬禁帶寬度材料(Eg≥2.3eV)則被稱之為第三代半導(dǎo)體材料。除了寬禁帶寬度的特點(diǎn)，第三代半導(dǎo)體的主要特點(diǎn)在于高擊穿電壓、高熱傳導(dǎo)率、高飽和電子濃度以及高耐輻射能力，這些特性決定了第三代半導(dǎo)體材料在眾多嚴(yán)酷環(huán)境中也能正常工作。SiC作為第三代半導(dǎo)體中的代表材料，可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域的高電壓環(huán)境中，包括汽車、能源、運(yùn)輸、消費(fèi)類電子等。據(jù)預(yù)測，到2025年全球SiC市場將會增加到60.4億美元(ResearchAndMarkets.com)。 第三代半導(dǎo)體SiC晶圓的激光內(nèi)部改質(zhì)切割技術(shù) SiC晶圓傳統(tǒng)上采用刀輪進(jìn)行切割，但由于SiC的Mohs硬度達(dá)到了9以上，需要選用相對昂貴的金剛石材質(zhì)作為刀輪，且刀輪耗材的使用壽命也大大減小。正因?yàn)镾iC擁有較高的機(jī)械強(qiáng)度，使得刀輪耗材的成本更高、切割效率極低。 目前激光切割SiC晶圓的方案為激光內(nèi)部改質(zhì)切割，其原理為激光在SiC晶圓內(nèi)部聚焦，在晶圓內(nèi)部形成改質(zhì)層后，配合裂片進(jìn)行晶粒分離。SiC作為寬禁帶半導(dǎo)體，禁帶寬度在3.2eV左右，這也意味著材料表面的對于大部分波長的吸收率很低，使得SiC晶圓與激光內(nèi)部改質(zhì)切割擁有絕佳的相匹配性。 激光切割難點(diǎn)與技術(shù)突破 由于碳化硅自然界中擁有多態(tài)(Polymorphs)，例如3C-SiC，4H-SiC，6H-SiC等，其中六方晶系的碳化硅理論上有無數(shù)種多態(tài)可能性。目前行業(yè)內(nèi)選用的碳化硅多態(tài)為4H-SiC。為了獲得想要的低缺陷4H-SiC，SiC晶圓通常需要以4°偏軸在種子晶格上進(jìn)行晶錠生長。因此，在切割垂直晶圓平邊的方向時，裂紋會與C面軸向[0001]產(chǎn)生4°偏角。使用普通激光切割設(shè)備進(jìn)行切割時，4°的偏角會使材料裂開變得困難，從而使得最終該方向產(chǎn)生嚴(yán)重崩邊(chipping)和切割痕跡蜿蜒(meandering)。 大族顯視與半導(dǎo)體自主研發(fā)的第三代半導(dǎo)體SiC晶圓激光內(nèi)部改質(zhì)切割設(shè)備(圖六)，針對晶格結(jié)構(gòu)的方向，對激光器和光路系統(tǒng)進(jìn)行了升級，配合精準(zhǔn)的平臺移動和焦點(diǎn)能量密度控制;針對SiC的晶體學(xué)特性壓制了材料的斜裂，從而在垂直平邊的切割方向也能獲得優(yōu)秀的效果，最終產(chǎn)品晶粒兩個方向均無崩邊、無碎屑、無雙晶、無可見蜿蜒(能控制在1μm以內(nèi))。 該設(shè)備為國內(nèi)首臺第三代半導(dǎo)體SiC晶圓激光內(nèi)部改質(zhì)切割設(shè)備。自2015年開始，大族顯視與半導(dǎo)體配合半導(dǎo)體行業(yè)客戶需求，自主研發(fā)并生產(chǎn)了該設(shè)備，打破了國外技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國內(nèi)市場空白。該技術(shù)自成型以來，已形成批量銷售，大族顯視與半導(dǎo)體技術(shù)團(tuán)隊(duì)以激光切割設(shè)備為核心在多個客戶現(xiàn)場提供整套的碳化硅切割解決方案，備受客戶贊譽(yù)。 SiC高頻、耐高電壓、耐高溫等顯著優(yōu)勢，必將崛起成為5G時代的半導(dǎo)體材料明日之星。而隨著SiC市場規(guī)模的擴(kuò)大，SiC必將成為市場焦點(diǎn)，SiC晶圓加工行業(yè)更面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。大族顯視與半導(dǎo)體作為第三代半導(dǎo)體晶圓激光切割領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，將不斷創(chuàng)新、研發(fā)，為半導(dǎo)體行業(yè)提供最專業(yè)的激光加工設(shè)備及方案。

    半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 碳化硅 激光切割

  • 電磁加熱器的逆變電路特性及溫度保護(hù)

    電磁加熱器，是如今工業(yè)領(lǐng)域和民用設(shè)備中最廣泛的一種加熱方式，采用電磁感應(yīng)加熱技術(shù)，是國家提倡的一種環(huán)保的加熱方案。然而也有朋友有疑問：電磁加熱器IGBT逆變電路特性及溫度保護(hù)是什么?今天來介紹一下電磁加熱器，首先介紹一下電磁加熱器IGBT逆變電路特性。 一、電磁加熱器IGBT逆變電路特性 IGBT( (nsulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管，是絕緣柵型場效應(yīng)管MOS和BJT(雙極型三極管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，它不僅有GTR特點(diǎn)：低導(dǎo)通壓降，也有MOSFET的特點(diǎn)：高輸入阻抗，兩方面的優(yōu)點(diǎn)。 MOSFET的特點(diǎn)：開關(guān)速度快，驅(qū)動能力小，載流密度小，但導(dǎo)通壓降大;GTR的特點(diǎn)：載流密度大，飽和壓降低，但驅(qū)動電流大。IGBT正是集中了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)。因此該器件十分適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。 要使管導(dǎo)通，則應(yīng)在此管的柵極G和發(fā)射極E之間加上導(dǎo)通電壓，這樣PNP晶體管的基極B與集電極C之間的阻抗值的大小將變得比較低，晶體管就得以導(dǎo)通;若要使此管截止，切斷此管E端的電流，則要在IGBT的發(fā)射極和柵極之間加上0V電壓。IGBT與場效應(yīng)管樣也是電壓控制型半導(dǎo)體器件，而且此晶體管的驅(qū)動電流很小，只要在它的G極和E極之間加上十幾伏的電壓，然后當(dāng)漏電流流過時就可以驅(qū)動，基本上不消耗功率。 當(dāng)加在IGBT的G端與E端的驅(qū)動電壓比較低時，則此芯片就不能正常的運(yùn)作，但當(dāng)加在芯片上的電壓過高超過它的耐壓值時，則芯片將被永久性破壞;同理，當(dāng)加在芯片的C端與E端的電壓過高，超過它的耐壓幅值時，此時流過芯片C端一E端的電流就將超過允許電流的最大值，芯片工作的溫度將超過其允許的溫度，芯片也將被永久的破壞。 二、電磁加熱器溫度保護(hù) 溫度保護(hù)也就是功率模塊的過熱保護(hù)。IGBT工作時的開關(guān)損耗會引起器件溫度的升高，當(dāng)溫度超過IGBT的允許最高溫度時，電子器件的許多性能和參數(shù)也會隨之改變，甚至溫度過高會損壞這些元器件。如果在溫度達(dá)到最高值之前將其關(guān)閉，使元器件的溫度不在上升，則就可以起到保護(hù)作用。在保護(hù)電路中，我們使用到熱敏電阻傳感器，在檢測溫度過程中，單片機(jī)會隨時讀取溫度，當(dāng)檢測到的溫度值超過預(yù)定值時，系統(tǒng)會發(fā)出一個報(bào)警信號，并關(guān)斷輸出脈沖，使系統(tǒng)入重啟動狀態(tài)。 電磁加熱器是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置，是隨時代發(fā)展需求而涌現(xiàn)的新型節(jié)能產(chǎn)品，較傳統(tǒng)工業(yè)加熱，可以說是一次技術(shù)大變革。

    半導(dǎo)體 晶體管 電磁加熱器 igbt

  • 聯(lián)發(fā)科5G芯片上位，國產(chǎn)手機(jī)趁勢崛起

    我們最常見的處理器無非是高通驍龍、蘋果A系列處理器以及華為自主研發(fā)的麒麟系列處理器，而在安卓智能手機(jī)中，高通驍龍、聯(lián)發(fā)科、三星Exynos、華為海思麒麟等四大主流芯片陣營。我國國產(chǎn)品牌基本上是高通驍龍占據(jù)市場主導(dǎo)地位，然后為華為麒麟、聯(lián)發(fā)科以及三星三分天下。 但是，在今年卻發(fā)生了翻天覆地式的改變。以最近剛剛發(fā)布的一些新機(jī)為例，Redmi 10X全球首發(fā)搭載聯(lián)發(fā)科天璣810、IQOO Z1則首發(fā)搭載聯(lián)發(fā)科天璣1000+、Vivo也和三星合作推出Exynos980處理器機(jī)型，可以說除了主流旗艦機(jī)仍在使用高通驍龍865之外，中高端機(jī)型大家在今年都用上了聯(lián)發(fā)科和三星，而傳統(tǒng)首選芯片高通驍龍765G則慘遭拋棄。 這是什么原因造成的呢?很簡單，聯(lián)發(fā)科和三星的芯片太給力了。華為毫無疑問是目前安卓陣營中的“老大哥”，大家都在奮力追趕并意圖超越它，而華為手機(jī)最核心明顯的優(yōu)勢就是搭載自主研發(fā)的海思麒麟芯片。在今年5G普及時代，華為推出了定位中端的麒麟820 5G雙模芯片，在性能上實(shí)現(xiàn)了對高通驍龍765G的碾壓，并且搭載麒麟820芯片的榮耀X10起步價才1999元，價格又很低。 這就給其他國產(chǎn)廠商造成了很大壓力，繼續(xù)使用高通驍龍765G芯片不僅性能打不過華為，并且成本還很高，價格也壓不下來。因此，伴隨5G時代重新發(fā)力的聯(lián)發(fā)科和三星則成為了更好的選擇。聯(lián)發(fā)科在今年推出了天璣1000+旗艦級芯片、天璣1000高端芯片、以及天璣820中端芯片。 其中，天璣1000+采用7nm工藝制程，集成式5G基帶，CPU架構(gòu)由4顆A77大核心+4顆A55小核心共同組成，GPU則是Mail-G77 MC9，支持最高144Hz屏幕刷新率和LPDDR5存儲。同時還是全球首款支持5G+5G雙卡雙待的旗艦芯片。雖然在性能跑分上略微落后于高通驍龍865，但仍然是旗艦級工藝、基帶、以及硬件規(guī)格。 性能落后靠性價比來彌補(bǔ)。同樣的定位于旗艦級別的5G芯片機(jī)型，像上半年的高通驍龍865國產(chǎn)機(jī)普遍售價都接近4000元，一些3000多元的產(chǎn)品在其他硬件配置上閹割嚴(yán)重。相比之下，首發(fā)搭載天璣1000+的IQOO Z1起步價才2198元，支持144Hz屏幕、44W快充、WiFi6、4800萬三攝等主流配置，性價比簡直是喪心病狂。 在中端芯片戰(zhàn)場上，天璣820的出現(xiàn)也一舉搶走了輸于麒麟820芯片的“中端性能最強(qiáng)”稱號。兩款芯片都是A76+A55八核心CPU，天璣820上4顆A76均為大核心，而麒麟820芯片僅一顆A76大核心，3顆A76中核心，因此在最終性能跑分結(jié)果上，聯(lián)發(fā)科高達(dá)41W分，華為麒麟為37W分，高通驍龍765G更是才不到32W分。另外，天璣820在三者當(dāng)中也是唯一支持5G+5G雙卡雙待的中端芯片。 國產(chǎn)5G手機(jī)的春天終于要來了 總之，5G時代的到來為手機(jī)處理器帶來了重新洗牌的機(jī)會，華為卡住了高通的軟肋，聯(lián)發(fā)科則“螳螂捕蟬，黃雀在后”。對于消費(fèi)者而言，打破市場壟斷，這樣的市場競爭必將會使高性能5G手機(jī)降價，想必這是我們很樂意看到的。

    半導(dǎo)體 國產(chǎn) 聯(lián)發(fā)科

  • OPPO開始“造芯”，由一枝獨(dú)秀走向百花齊放

    芯片作為科技行業(yè)競爭的第一要素，始終都是各個國家著重發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)，芯片屬于半導(dǎo)體行業(yè)，在我們生活中扮演著重要角色。而目前，全球半導(dǎo)體行業(yè)主要由美國、韓國以及中國臺灣領(lǐng)導(dǎo)。在全球制造業(yè)領(lǐng)域，半導(dǎo)體制造高門檻、高投入、高收入，其更是我國由制造業(yè)大國轉(zhuǎn)向制造業(yè)強(qiáng)國必須跨過的坎。 國產(chǎn)科技發(fā)展之時，卻迎來意外挫折 當(dāng)然，我國這些年來在半導(dǎo)體方面也不含糊，華為、紫光、中芯等企業(yè)在芯片方面的成績已經(jīng)比之前優(yōu)秀太多，雖然整體實(shí)力比不上三星、高通等企業(yè)，但對于我們自己來說，進(jìn)步已經(jīng)相當(dāng)大了。不過就在國產(chǎn)半導(dǎo)體蓬勃發(fā)展的時候，一個消息的出現(xiàn)，卻打亂了我們的計(jì)劃。 特朗普對國產(chǎn)企業(yè)華為的打壓再次加重，這次的打壓是從根源斷供，也就是技術(shù)方面。特朗普不顧半導(dǎo)體行業(yè)的整體局勢，一意孤行打壓華為，這一點(diǎn)還是讓很多人都始料未及的，畢竟這個“狠招”一經(jīng)出現(xiàn)，影響的不僅僅只是華為，其中還包括了半導(dǎo)體行業(yè)中的其他企業(yè)，范圍可謂是相當(dāng)?shù)凝嫶蟆? 又一個國產(chǎn)廠商傳來好消息，芯片自主化在路上 在華為備受打壓的時候，其他企業(yè)也都沒有閑著，甚至還有一些國產(chǎn)企業(yè)通過華為事件也意識到了自己的芯片危機(jī)，開始在芯片自主化上做出了改變，這家國產(chǎn)廠商就是我們熟悉的OPPO。 很多人第一時間聽到OPPO開始造芯，可能都感到一臉的不相信，畢竟OPPO可是出了名的“低配高價”代表，一直以來都只注重線下銷售和明星代言，指望OPPO能自研芯片，豈不是在開玩笑? 其實(shí)這次還真的不是開玩笑，其實(shí)早在去年的時候，我們就曾聽說過OPPO打算進(jìn)軍芯片領(lǐng)域，并且也已經(jīng)注冊了公司，公司所涉及的業(yè)務(wù)就包括了半導(dǎo)體集成電路設(shè)計(jì)，所以說OPPO研發(fā)芯片并不是一時間的心血來潮。而近日根據(jù)相關(guān)消息表示，OPPO已經(jīng)在臺灣成立了芯片設(shè)計(jì)部門，其中還包括了一些聯(lián)發(fā)科的老員工，足以見得OPPO現(xiàn)在已經(jīng)正式開始“造芯”了。 不經(jīng)歷風(fēng)雨，怎能見得彩虹 不難想象，國產(chǎn)廠商OPPO開始自研芯片這條艱難無比的道路，前期肯定會十分困難，因?yàn)椴还苁侨A為、高通還是蘋果，在剛開始設(shè)計(jì)芯片的時候都有過困難和挫折，只不過它們堅(jiān)持了下來。所以O(shè)PPO自研芯片肯定也不可避免地會遇到一些挫折和困難，只有無懼困難和挫折，才是自研芯片成功的大前提。 從國內(nèi)智能手機(jī)市場發(fā)展到現(xiàn)在，我們對于美國企業(yè)的依賴過于嚴(yán)重，只有華為在自研芯片方面堅(jiān)持了下來，而如今我們也希望OPPO同樣能夠堅(jiān)持下來，這樣我國手機(jī)行業(yè)就不會再受限于人，不會再成為美國打壓我們的“突破口”，同時華為也不會再孤軍奮戰(zhàn)了。 由一枝獨(dú)秀走向百花齊放，或許不是很容易，但是華為最先邁開第一步，OPPO緊跟其后，相信我國國有產(chǎn)業(yè)也必將隨之加快造芯進(jìn)度。讓世界見識我國國產(chǎn)企業(yè)實(shí)力，華為必將可以挺過難關(guān)“打不倒的，終將使我們更強(qiáng)大”。

    半導(dǎo)體 華為 oppo 造芯

  • 中芯國際會受到美國全球限令的影響嗎？

    美國對中興和華為“圍追堵截”，并且華為直面美國威脅。美在全球限制華為芯片領(lǐng)域中的技術(shù)合作發(fā)展，只要是含有美國技術(shù)在與華為合作之前都要向美國政府申請?jiān)S可證。意味著華為在海外的芯片代工基本上癱瘓，那么在此情況下，華為唯一能夠擁抱的中芯國際有沒有受限的技術(shù)和設(shè)備呢?如果有，那么我國中芯國際也需要向美國申請審批嗎? 這就要從中芯國際的創(chuàng)始人說起了，早前我國中芯國際就曾因?yàn)槭褂昧伺_積電的相關(guān)技術(shù)專利而受到臺積電的起訴，并且付出了1.75億美元的代價。在美國的德州儀器工作了二十多年的張汝京，回國后在臺灣創(chuàng)建了世大半導(dǎo)體企業(yè)，并且在德州儀器的幫助下迅速成長。但是世大半導(dǎo)體的成長速度影響到了臺積電的發(fā)展，臺積電對世大啟用了系列手段最后臺積電將世大半導(dǎo)體收入囊中，張汝京的創(chuàng)業(yè)也宣告失敗。 在失敗后張汝京并沒有選擇放棄，而是回到國內(nèi)創(chuàng)立了中芯國際，憑借著多年在半導(dǎo)體領(lǐng)域中的經(jīng)驗(yàn)，中芯國際也在他的手中迅速成長了起來。也正因此臺積電再次對張汝京動手，以專利技術(shù)問題起訴中芯國際，為了保全中芯國際，創(chuàng)始人張汝京離開了中芯國際。從張汝京的第一次創(chuàng)業(yè)中，我們能夠知道世大其實(shí)是在德州儀器的扶持下迅速發(fā)展的，因此持有美國的技術(shù)和設(shè)備是必定的。而在張汝京第二次創(chuàng)業(yè)中，臺積電以專利問題起訴中芯國際，因此在中芯國際中肯定會有部分美國的技術(shù)和儀器存在。 但是美國的技術(shù)和儀器，現(xiàn)如今在中芯國際中的使用率已經(jīng)在下降，中芯國際不會受到美國技術(shù)和設(shè)備的限制。并且我們完全可以相信中芯國際能夠?qū)⒚绹夹g(shù)和設(shè)備降低到10%以下，從而做到不需要美國的審批!隨著訂單增加，中芯國際的發(fā)展必將會越來越快，距離國際頂尖技術(shù)必會越來越近。

    半導(dǎo)體 華為 中芯國際 代工

  • 華為被美禁用，中國為何不能禁用蘋果？

    關(guān)于華為手機(jī)與蘋果手機(jī)，很多人選擇支持國產(chǎn)，助力我國科技發(fā)展。面對最近中美技術(shù)戰(zhàn)持續(xù)升級，華為在芯片領(lǐng)域的發(fā)展陷入危機(jī)，而我國芯片領(lǐng)域的問題更是迫在眉睫。 在這場技術(shù)戰(zhàn)中，肯定會有很多小伙伴對一個問題十分疑惑。那就是為什么美國能禁用華為，中國不能禁用蘋果?現(xiàn)在小編來為大家做一下中美技術(shù)戰(zhàn)解答，其實(shí)在這場中美技術(shù)戰(zhàn)中，我國華為雖然能夠生產(chǎn)出完全“無美化”的設(shè)備，但是其實(shí)華為在美國的打壓中的處境還是十分被動的，因?yàn)槊绹谄鋰鴥?nèi)禁用華為是十分容易的。 雖然一定程度上來說，美國并不是直接禁止華為進(jìn)入美國市場，而是禁止華為進(jìn)入美國通信運(yùn)營商的市場之中。因?yàn)樵诿绹闹悄苁謾C(jī)消費(fèi)市場之中，美國消費(fèi)者熱衷于購置合約機(jī)，而合約機(jī)就是手機(jī)和手機(jī)卡綁定消費(fèi)，為什么消費(fèi)者熱衷于此呢?那是因?yàn)楹霞s機(jī)消費(fèi)更契合美國人的消費(fèi)觀，在美國購置一臺手機(jī)，如果你選擇購置一臺合約機(jī)那么你可能只需要付出三分之一的價錢就可以了，雖然合約機(jī)需要簽訂一兩年的合約合同，并且在合約期間或者此后都只能夠使用該通信運(yùn)營商的手機(jī)卡。但是合約機(jī)真的便宜，并且在美國智能手機(jī)市場中，合約機(jī)占了美國市場的99%!因此美國只需要限制美國的通信運(yùn)營商，就能夠直接在國內(nèi)禁用華為。 而我國呢?我國正好與美國相反，我國因?yàn)閷?shí)體店和線上銷售機(jī)制發(fā)達(dá)的原因，主流銷售仍是裸機(jī)，并且最主要的還是我國三大通信運(yùn)營商也并不會提供如此巨大的優(yōu)惠力度。因此想要在中國禁用蘋果的話，難度十分的大。 現(xiàn)如今我國國民的國產(chǎn)意識正在逐漸加強(qiáng)，我國各大智能手機(jī)廠商和科技領(lǐng)域中的企業(yè)都在努力發(fā)展，并且我國現(xiàn)如今的科技發(fā)展勢頭極為迅猛。而中國要科技自強(qiáng)，就需要繼續(xù)推進(jìn)教育和加大基礎(chǔ)科研，創(chuàng)造全球科技人才來華發(fā)展的沃土，營造更好的更公平的商業(yè)環(huán)境，助力我國半導(dǎo)體科技的發(fā)展。

    半導(dǎo)體 華為 蘋果 中美

  • 我國若拒絕芯片進(jìn)口，美國損失有多重？

    最近，關(guān)于美國對華為封殺升級的消息再次引發(fā)眾多關(guān)注，美國加碼打壓華為，美國商務(wù)部再次延長華為的臨時許可到8月13日，同時更改出口規(guī)則，企圖從芯片供應(yīng)鏈源頭打壓華為。 也因如此，問題來了，目前美國供應(yīng)著全球大部分的芯片，而中國是芯片進(jìn)口大國，如果中國決定要依靠自己的力量，自力更生，艱苦奮斗，不買美國芯片了，美國損失會有多慘重? 隨著經(jīng)濟(jì)世界全球化的發(fā)展，國與國之間的每個行業(yè)所構(gòu)成的影響都是雙向的，目前我國芯片技術(shù)仍未進(jìn)入成熟階段，卻是世界芯片消耗大國。在2018年，中國進(jìn)口芯片3121億美元;中國在2019年進(jìn)口了芯片3040億美元，而同年全球半導(dǎo)體規(guī)模大約為4183億美元，也就是說，全球生產(chǎn)的芯片有約2/3被我國所消耗。而國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的自給率大約在20%，其余的80%的芯片缺口需從海外進(jìn)口。 我國進(jìn)口的大部分芯片都來自于美國，美國供應(yīng)著全球大約52%的芯片，那么去年在芯片進(jìn)口中花費(fèi)的3040億美元，我國至少有50%的芯片都來自于美國，即1500多億美元，那么一旦我國不買美國芯片，美國將損失超萬億元。 在2019年的半導(dǎo)體廠商排行榜中，前10大中有5家是美國企業(yè)，來看看它們的營收狀況，英特爾營收約為660億美元，美光科技營收約為200億美元，博通約為153億美元，高通公司營收135億美元左右，德州儀器大約132億美元，這5家企業(yè)營收總額約為1150億美元。 這5家芯片企業(yè)營收額加起來都不到1500億美元，那么可以說，假如中國不買美國芯片，美國所面臨的損失，相當(dāng)于這5家美國芯片公司全倒閉。 美國對華為一次次打壓，就是認(rèn)為在華為GPU等科技領(lǐng)域，暫時還找不到能代替美國芯片的東西。但是，面對美國長期的打壓，我國更應(yīng)該提高自主研發(fā)力度，加快補(bǔ)齊半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的短板，瓦解對華的科技脫鉤與制裁。

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  • 聯(lián)發(fā)科，臺積電，富士康三者間有什么關(guān)系？

    最近關(guān)于半導(dǎo)體行業(yè)信息很是受關(guān)注，因此還有朋友好奇聯(lián)發(fā)科、臺積電與富士康三者之前有什么聯(lián)系?聯(lián)發(fā)科、臺積電和富士康都是來自臺灣的企業(yè)，三者之間并無隸屬關(guān)系。 聯(lián)發(fā)科是一家老牌的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，性質(zhì)有點(diǎn)像美國的高通，主要業(yè)務(wù)來自于設(shè)計(jì)并銷售芯片，比如最近比較火的天璣1000芯片就是聯(lián)發(fā)科設(shè)計(jì)的，然后會賣給各大手機(jī)廠商來賺取利潤。很多人說聯(lián)發(fā)科和臺積電之間關(guān)系密切，其實(shí)也沒有什么特殊的關(guān)系，就是和其它芯片公司一樣，設(shè)計(jì)出來的芯片也需要交給臺積電代工。 臺積電可以說是全球最大的半導(dǎo)體代工廠商，主要負(fù)責(zé)芯片制造，雖說是制造，但是這個半導(dǎo)體芯片的制造過程可謂是非常復(fù)雜，對工藝和技術(shù)要求也都很高，所以全球也沒有幾家能做到，比如三星、GF和中芯國際，但是臺積電的技術(shù)實(shí)力是最強(qiáng)的，目前已經(jīng)接近量產(chǎn)5nm工藝芯片，相比其它公司的14nm和10nm工藝，可以帶來更高的集成度和能效比。 而富士康主要就是下游產(chǎn)品的生產(chǎn)組裝，比如iphone手機(jī)一直以來都是在富士康完成最終的組裝成型的，這三家里面富士康應(yīng)該屬于唯一的勞動密集型企業(yè)，在全世界各地都有工廠，雖說在核心尖端技術(shù)方面不如臺積電，但是影響力方面卻一點(diǎn)不低。 總之，聯(lián)發(fā)科設(shè)計(jì)SOC，臺積電做SOC封裝，富士康則負(fù)責(zé)生產(chǎn)組裝。

    半導(dǎo)體 富士康 聯(lián)發(fā)科 臺積電

  • 筆記本電腦反應(yīng)慢只需要換固態(tài)硬盤嗎？

    當(dāng)筆記本電腦舊了，不流暢，各種卡頓，是不是換一塊固態(tài)硬盤就可以解決這些問題?換固態(tài)硬盤雖說可以解決這些問題，但是對于老舊的筆記本電腦來說，認(rèn)為單純是硬盤的原因就有些片面了。 老款筆記本電腦反應(yīng)慢不一定就是硬盤的問題，雖說機(jī)械硬盤一直是筆記本電腦的最大瓶頸，但是也不能說換上固態(tài)硬盤就能立竿見影的流暢起來，因?yàn)殡娔X是一個整體，關(guān)乎流暢性和反應(yīng)速度的因素很多，不管是CPU還是固態(tài)硬盤都不能有明顯的短板。 老款筆記本電腦如果是酷睿i5及以上的CPU性能應(yīng)該還算可以，即使玩大型游戲和創(chuàng)作視頻之類的力不從心，滿足日常上網(wǎng)等流暢使用還是沒問題的，但是如果你的CPU還是i3雙核甚至是老款的低電壓處理器的話，恐怕CPU本身就是瓶頸，畢竟現(xiàn)在的系統(tǒng)和軟件配置需求比幾年前高不少，當(dāng)年夠用的CPU現(xiàn)在已經(jīng)不夠用了。 另外關(guān)乎電腦流暢性的關(guān)鍵還有內(nèi)存，尤其是內(nèi)存容量如果只有2G左右的話，現(xiàn)在用起來也是很難受的，內(nèi)存容量直接關(guān)乎著電腦開關(guān)機(jī)速度和日常反應(yīng)速度，即使你擁有超高速的固態(tài)硬盤，如果內(nèi)存容量不達(dá)標(biāo)的話電腦仍然會很慢，如果筆記本電腦可以加裝內(nèi)存條的話建議升級到4G。 筆記本電腦不像臺式機(jī)那樣可以任意更換配件，所以我們能做的基本就是加裝內(nèi)存和固態(tài)硬盤，只要你電腦擁有至少酷睿i5級別的處理器和不低于4G內(nèi)存的話，把機(jī)械硬盤升級到固態(tài)硬盤，電腦的運(yùn)行會流暢許多。之后我們可以給換下來的機(jī)械硬盤買一個好看的硬盤盒子，可以當(dāng)做移動硬盤使用。

    半導(dǎo)體 固態(tài)硬盤 筆記本

  • 電子特氣，半導(dǎo)體材料的“糧食”

    電子特氣廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、微電子和相關(guān)的太陽能電池等高科技產(chǎn)業(yè)。在半導(dǎo)體工藝中，從芯片生長到最后器件的封裝，幾乎每一步、每一個環(huán)節(jié)都離不開電子特氣，因此電子氣體被稱為半導(dǎo)體材料的“糧食”。 2020年-2022年是中國大陸晶圓廠投產(chǎn)高峰期，以長江存儲，長鑫存儲等新星晶圓廠和以中芯國際，華虹為代表的老牌晶圓廠正處于產(chǎn)能擴(kuò)張期，未來3年將迎來密集投產(chǎn)。根據(jù)電子特氣的特性來推斷，新建晶圓廠將是電子特氣國產(chǎn)代替的主要發(fā)展企業(yè)。國內(nèi)新建晶圓廠的密集投產(chǎn)為電子特氣打開了最佳代替窗口。 產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移倒逼著配套材料的國產(chǎn)化需求，為此政府給予了一系列政策支持，包括《“十三五”國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《新材料產(chǎn)業(yè)指南》等指導(dǎo)性文件，旨在推動包括特種氣體在內(nèi)的關(guān)鍵材料國產(chǎn)化。 隨著集成電路制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全球集成電路用電子氣體的市場規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。電子特氣全球市場超過100億美元、中國市場超過100億人民幣。僅從集成電路用電子氣體來看，據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)，2018年全球集成電路用電子氣體的市場規(guī)模達(dá)到45.12億美元，同比增長16%，中國集成電路用電子特氣的市場規(guī)模約4.89億美元。 近年來，隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，電子氣體在半導(dǎo)體行業(yè)中的地位日益凸顯。在構(gòu)成半導(dǎo)體的所有材料中，電子氣體占到了13.3%的比重，僅次于硅材料，排名第二。 廣義的“電子氣體”指電子工業(yè)生產(chǎn)中使用的氣體，是最重要原材料之一。狹義的“電子氣體”特指電子半導(dǎo)體行業(yè)用的特種氣體。其分為純氣體、高純氣和半導(dǎo)體特殊材料氣體三類，是集成電路、平板顯示、發(fā)光二極管、太陽能電池等半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)制造過程中不可或缺的關(guān)鍵性化工材料，被廣泛的應(yīng)用于清洗、刻蝕、成膜、摻雜等工藝。其質(zhì)量對電子元器件的性能有重要影響。 集成電路制造需經(jīng)過硅片制造、氧化、光刻、氣相沉積、蝕刻、離子注入等工藝環(huán)節(jié)，僅需要使用的純氣就超過50種，混合氣體種類更多，且每一種氣體僅應(yīng)用在特定的工藝步驟中。此外，在顯示面板、LED、太陽能電池片、光纖光纜等器件的制造中的不同工藝環(huán)節(jié)均會用到多種特種氣體。 此前日本對韓國實(shí)施出口限制的高純度氟化氫是半導(dǎo)體用的刻蝕氣體，主要用于晶圓表面清洗、芯片加工過程的清洗和腐蝕。 當(dāng)前特種氣體已成為高科技應(yīng)用領(lǐng)域和戰(zhàn)略新興行業(yè)發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)原材料。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有特種氣體的種類達(dá)260余種，隨著非低溫氣體分離技術(shù)(吸附、膜分離)、混配技術(shù)和提純技術(shù)的發(fā)展，更多的特種氣體產(chǎn)品將逐步走向市場。 電子特氣從生產(chǎn)到分離提純以及運(yùn)輸供應(yīng)階段都存在較高的技術(shù)壁壘，市場準(zhǔn)入條件較高，在國際上被幾家跨國公司壟斷。目前以美國空氣化工、美國普萊克斯、德國林德集團(tuán)、法國液化空氣和日本大陽日酸株式會社為首的五大氣體公司控制著全球90%以上的電子氣體市場份額。 2018年，林德集團(tuán)(與美國普萊克斯合并)收入占整體市場的36%，法國液化空氣集團(tuán)占30%，美國空氣化工占11%，CR3達(dá)到77%。在中國的電子特氣市場中，外資巨頭目前也占有85%的市場份額。 雖然我國電子氣體已經(jīng)擺脫完全依賴進(jìn)口的狀態(tài)，但面對國外化工巨頭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的市場壟斷，國內(nèi)企業(yè)依然面臨巨大的競爭壓力。 國內(nèi)電子特氣產(chǎn)能相對分散，細(xì)分領(lǐng)域公司數(shù)量較多。相比較為成熟的大宗工業(yè)氣體，國內(nèi)達(dá)到電子級氣體的產(chǎn)品仍然較少，但部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。中船重工718所、綠菱電子、廣東華特等均在12英寸晶圓用產(chǎn)品上取得了突破，并且實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的批量供應(yīng)。 國內(nèi)本土工業(yè)氣體企業(yè)有數(shù)千家，普遍規(guī)模小，且多為從事普通工業(yè)氣體零售、充裝的氣體公司，業(yè)務(wù)單一、區(qū)域限制明顯，同時又受限于設(shè)備、技術(shù)、資金、物流等方面因素，企業(yè)發(fā)展存在較大瓶頸，行業(yè)競爭激烈。 當(dāng)前，我國通過國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(大基金)撬動全社會資源對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行投資和扶持，在電子特氣領(lǐng)域也積極布局，入股電子氣體企業(yè)，力爭實(shí)現(xiàn)電子氣體自主可控。國內(nèi)其他電子氣體公司抓住晶圓制造擴(kuò)產(chǎn)的百年機(jī)遇，積極發(fā)展電子氣體業(yè)務(wù)，爭取打進(jìn)國內(nèi)新建晶圓廠的供應(yīng)鏈。 基于未來幾年中國大陸地區(qū)半導(dǎo)體、顯示面板等主要電子元器件的新增產(chǎn)能較多，以及電子化工材料的進(jìn)口替代需求強(qiáng)烈，國內(nèi)電子氣體行業(yè)也將迎來高速增長，并將力爭打破國外化工巨頭的市場壟斷。

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  • 民進(jìn)中央提議大力扶持硅材料功率半導(dǎo)體芯片，并且加大新材料科技攻關(guān)

    我國目前最具發(fā)展?jié)摿Φ墓β拾雽?dǎo)體產(chǎn)品，應(yīng)用范圍從工業(yè)、汽車、無線通訊和消費(fèi)電子，一直延伸到變頻家電、軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，并且隨著國內(nèi)功率半導(dǎo)體市場空間的日益增大，國家出臺了一系列政策措施支持和推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域呈現(xiàn)多點(diǎn)開花的良好形勢。 集微網(wǎng)消息(文/Jimmy)，據(jù)人民網(wǎng)發(fā)布的中國統(tǒng)一戰(zhàn)線新聞網(wǎng)聯(lián)合中國共產(chǎn)黨新聞網(wǎng)推出的“2020年全國兩會各民主黨派提案選登”報(bào)道顯示，民進(jìn)中央擬提交“關(guān)于推動中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)科學(xué)發(fā)展的提案”。 但提案注意到，當(dāng)前從全球功率半導(dǎo)體市場看，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的硅材料功率半導(dǎo)體仍然有巨大的發(fā)展空間。另一方面以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導(dǎo)體材料正蓬勃發(fā)展，而我國碳化硅、氮化鎵功率半導(dǎo)體器件研發(fā)起步晚，在技術(shù)上仍有很大差距。 可喜的是，在國家多項(xiàng)科研計(jì)劃的扶持下，這方面已經(jīng)大幅縮小了與國際的技術(shù)差距，并取得了不少成就。 對此，民進(jìn)中央提議： 一、進(jìn)一步完善功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，大力扶持硅材料功率半導(dǎo)體芯片技術(shù)攻關(guān)，立項(xiàng)支持硅材料功率半導(dǎo)體材料、芯片、器件等設(shè)計(jì)和制造工藝流程技術(shù)。經(jīng)過多年布局和發(fā)展，我國在硅材料 IGBT芯片技術(shù)方面有一定的技術(shù)基礎(chǔ)和沉淀，可以將集中突破硅材料6代功率芯片產(chǎn)品設(shè)計(jì)及批量制造工藝技 術(shù)作為發(fā)展重點(diǎn)，采取先易后難、解決“有無”問題的發(fā)展策略，盡快實(shí)現(xiàn)功率半導(dǎo)體芯片自主供給。 二、加大新材料科技攻關(guān)。大數(shù)據(jù)傳輸、云計(jì)算、AI 技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)，包括下一步的能源傳輸，對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度及容量提出了越來越高的要求，大功率芯片的市場需求非常大。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢看，碳化硅、氮化鎵等新材料應(yīng)用于功率半導(dǎo)體優(yōu)勢明顯，是下一代功率半導(dǎo)體的核心技術(shù)方向。 目前碳化硅、氮化鎵市場處于起步階段，國內(nèi)廠商與海外傳統(tǒng)巨頭之間差距較小，國內(nèi)企業(yè)有望在本土市場應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)彎道超車。 一是要把功率半導(dǎo)體新材料研發(fā)列入國家計(jì)劃，全面部署，竭力搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn)。 二是引導(dǎo)企業(yè)積極滿足未來的應(yīng)用需求，進(jìn)行前瞻性布局。推動功率半導(dǎo)體龍頭企業(yè)著力攻克一批產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)難題，在國際競爭中搶占先機(jī)。 三是要避免對新概念的過熱炒作。新材料從發(fā)現(xiàn)潛力到產(chǎn)業(yè)化，需要建立起高效的產(chǎn)學(xué)研體系，打造更加開放包容的投資環(huán)境。 三、謹(jǐn)慎支持收購國外功率半導(dǎo)體企業(yè)。通過收購很難實(shí)現(xiàn)完全學(xué)會和掌握國際先進(jìn)的功率半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)及制造工藝技術(shù)，同時海外工廠制造的產(chǎn)品仍然存在著無法出口到中國的危險(xiǎn)。 根據(jù)提案，隨著工業(yè)、汽車、無線通訊和消費(fèi)電子等領(lǐng)域新應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)以及節(jié)能減排需求日益迫切，我國功率半導(dǎo)體有龐大的市場需求，容易催生新產(chǎn)業(yè)新技術(shù)，在國家政策利好下，功率半導(dǎo)體將成為“中國芯”的最好突破口。

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  • 我國將擁有自己的半導(dǎo)體激光隱形晶圓切割機(jī)

    晶圓，是生產(chǎn)集成電路所用的載體，更是芯片的地基。我國芯片制造技術(shù)落后，一直受到國外的限制，而如今中國長城科技集團(tuán)官方宣布，歷時一年聯(lián)合攻關(guān)，我國第一臺半導(dǎo)體激光隱形晶圓切割機(jī)已研制成功，填補(bǔ)國內(nèi)空白，并實(shí)現(xiàn)了最佳光波和切割工藝，在關(guān)鍵性能參數(shù)上處于國際領(lǐng)先水平。 芯片制造的關(guān)鍵在于晶圓，不僅是我們熟悉的CPU，內(nèi)存和固態(tài)硬盤也和晶圓關(guān)系巨大，因此一個國家有沒有晶圓切割機(jī)非常重要，它是一個國家高端制造業(yè)的標(biāo)志之一。我國第一臺半導(dǎo)體激光隱形晶圓切割機(jī)研制成功，這標(biāo)志著我國半導(dǎo)體激光隱形晶圓切割技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性重大突破，相關(guān)裝備依賴進(jìn)口的局面即將打破，開啟了我國激光晶圓切割行業(yè)發(fā)展的序幕。從此以后，我們終于可以自己切割晶圓，不用再依賴于進(jìn)口外國機(jī)器了。 晶圓切割是半導(dǎo)體封測工藝中不可或缺的關(guān)鍵工序，而與傳統(tǒng)的切割方式相比，激光切割屬于非接觸式加工，可以避免對晶體硅表面造成損傷，并且具有加工精度高、加工效率高等特點(diǎn)，可以大幅提升芯片生產(chǎn)制造的質(zhì)量、效率、效益。 如果掌握了晶圓切割機(jī)技術(shù)，我們才能在半導(dǎo)體工業(yè)中實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主。 我國的第一臺半導(dǎo)體激光隱形晶圓切割機(jī)通過采用特殊材料、特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、特殊運(yùn)動平臺，可以實(shí)現(xiàn)加工平臺在高速運(yùn)動時保持高穩(wěn)定性、高精度，運(yùn)動速度可達(dá)500mm/s，效率遠(yuǎn)高于國外設(shè)備。這標(biāo)志著我們國家的晶圓切割機(jī)技術(shù)一點(diǎn)也不落后，相信經(jīng)過一段時間的繼續(xù)研究，一定可以趕上先進(jìn)的進(jìn)口晶圓切割機(jī)。 前幾天美國下達(dá)禁令，要求和華為做生意的企業(yè)，都要進(jìn)行報(bào)備，不允許私自和華為有業(yè)務(wù)往來，實(shí)質(zhì)上就是為了打壓華為，限制中國的產(chǎn)業(yè)升級。其中最關(guān)鍵的一環(huán)，就是看準(zhǔn)了華為在國內(nèi)找不到高端芯片的代工廠，必須要依賴臺積電。限制了臺積電就限制了華為。 國內(nèi)雖然有中芯國際這樣的芯片巨頭，但是在5納米這樣的高端工藝上也愛莫能助。擺在華為前進(jìn)上的困難很多，雖然華為已經(jīng)緊急向臺積電下單了一批晶圓，但是庫存總有用完的一天。導(dǎo)體激光隱形晶圓切割機(jī)研制成功的消息傳出，不亞于一顆重磅炸彈，華為都沸騰了，以后終于看到可以不用依賴臺積電的希望了，再也不用只依賴臺積電一家代工，以后我們也會有自己的高端芯片制造。 高端智能裝備是國之重器，是制造業(yè)的基石，尤其是半導(dǎo)體領(lǐng)域內(nèi)高端智能裝備，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中更是具有舉足輕重的作用。 半導(dǎo)體激光隱形晶圓切割機(jī)研發(fā)成功也給華為帶去了及時雨一般的好消息，相信在未來的某一天，中國也能有臺積電一樣世界領(lǐng)先的芯片代工企業(yè)。 高端科技的沖突猶如古時水源的爭奪，是一場關(guān)乎生存的較量，唯有掌握自己的高端技術(shù)，才不會受制于人。

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  • 臺積電，芯片制造行業(yè)龍頭

    最近，臺積電可謂是半導(dǎo)體行業(yè)的熱搜，引發(fā)許多行內(nèi)行外人對臺積電的關(guān)注。臺積電實(shí)力到底有多強(qiáng)? 臺積電，全稱臺灣積體電路制造股份有限公司，簡稱臺積電、TSMC，屬于半導(dǎo)體制造公司。臺積電成立于1987年，是全球第一家專業(yè)積體電路制造服務(wù)(晶圓代工foundry)企業(yè)，總部與主要工廠位于臺灣新竹科學(xué)園區(qū)。 臺積電是全球規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的芯片代工廠。臺積電的制造工藝更是達(dá)到了全球領(lǐng)先、而且產(chǎn)能十分龐大，市占率超過50%，也已得到了蘋果、華為海思、高通、聯(lián)發(fā)科、英偉達(dá)、AMD等芯片大廠客戶們的信任和支持。與此同時，臺積電也是半導(dǎo)體設(shè)備、材料產(chǎn)業(yè)的主力客戶之一。 臺積電是第一個掌握7nm工藝的芯片制造廠商，目前已經(jīng)全球所有7nm芯片訂單，其中蘋果A12、高通驍龍855、華為麒麟980等芯片都由臺積電來生產(chǎn)，最重要的是目前臺積電的制程已經(jīng)進(jìn)入5nm，這樣的技術(shù)在全球來說都是頂級的。 臺積電有多牛?它的真正實(shí)力如何?事實(shí)上，光看看臺積電光刻機(jī)的擁有量就得跪了。 光刻機(jī)的重要性不言而喻，光刻機(jī)就是用來制作芯片的關(guān)鍵設(shè)備，它是在硅晶體上轉(zhuǎn)印半導(dǎo)體電路圖案的關(guān)鍵設(shè)備?？梢哉f，光刻機(jī)的存在就是衡量科學(xué)技術(shù)的高超。據(jù)媒體報(bào)道，臺積電擁有超過20臺光刻機(jī)，其中臺積電5nmEUV工藝制程的芯片，將在2020年正式量產(chǎn)，這也是目前半導(dǎo)體制造行業(yè)，最先進(jìn)的工藝制程。臺積電能產(chǎn)出這么多臺光刻機(jī)，足有見證它有多牛。 如今經(jīng)過30多年的發(fā)展，臺積電市值已近2000億美元，占全球超過50%的市場份額。此外據(jù)資料顯示，公司現(xiàn)有的7nm制程技術(shù)，處于行業(yè)領(lǐng)跑者的位置，只有三星可與匹敵。 臺積電作為全球第一大芯片制造商，掌握了最先進(jìn)的芯片制造工藝技術(shù)，可謂之芯片代工領(lǐng)域龍頭，牽動著整個以至全球的行業(yè)發(fā)展。

    半導(dǎo)體 臺積電 光刻機(jī)

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