第3代半导体产业发展报告(半导体分几代?)
1. 半导体分几代?
半导体可以根据不同的制造工艺进程分为多个不同的“代”,通常划分为以下几代:
1. 第一代:使用晶体管技术,制程尺寸大于10微米,主要应用于20世纪60年代。
2. 第二代:使用MOS(金属-氧化物半导体)技术,制程尺寸在1-10微米之间,主要应用于70年代到80年代初。
3. 第三代:使用CMOS(互补金属氧化物半导体)技术,制程尺寸在0.1-1微米之间,主要应用于80年代中期到90年代初。
4. 第四代:采用深次微米工艺和量子效应,在发展至今已经达到了14纳米甚至更小的级别。现在的主流处理器就是采用第四代半导体工艺所生产的。
值得注意的是,随着科技的不断进步和发展,目前已经有了第五代、第六代甚至更高级别的半导体产生。
2. 国内第三代化合物半导体发展如何?
这样的高科技项目,国家很重视,公司人士应该讲爱国报国情怀,把这些项目产业化,为国家服务,而不是圈钱套取国家资金为目的。
如果能产业化,未来就有前途,否则,就会昙花一现。3. 半导体三代半是什么意思?
先来了解一下什么是第三代半导体:
第三代是指半导体材料的变化,从第一代、第二代过渡到第三代。
第一代半导体材料是以硅(Si)和锗(Ge)为代表,目前大部分半导体是基于硅基的。
第二代半导体材料是以砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)为代表,是 4G 时代的大部分通信设备的材料。
第三代半导体材料以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石为四大代表,是5G时代的主要材料。
相较于第一、二代半导体,第三代半导体具有更高的禁带宽度、高击穿电压、电导率和热导率,在高温、高压、高功率和高频领域将替代前两代半导体材料。
换个说法,也就是第三代半导体具有耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能强、工作速度快、工作损耗低等性能优势。
从材料分类看, 第三代半导体材料主要有四类:
1)III族氮化物,典型代表GaN,在军事领域GaN 基微波功率器用于雷达、电子对抗、导弹和无线通信通;在民用商业领域用于基站、卫星通信、有线电视、手机充电器等小家电。
2)SiC,民用领域电动汽车、消费电子、新能源、轨道交通等领域的直流、交流输变电、温度检测控制等。军用领域用于喷气发动机、坦克发动机、舰艇发动机、风洞、航天器外壳的温度、压力测试等。
3)宽禁带氧化物,典型代表氧化锌 ZnO,用于压力传感器、记忆存储器、柔性电子器件,目前技术和应用不成熟,主要产品有发光二极管、激光、纳米发电机、纳米线晶体管、紫外探测器等。
4)金刚石,用于光电子、生物医学、航空航天、核能等领域的大功率红外激光器探测器,技术和应用还在开发中。
从应用领域看,第三代半导体主要有三个应用方向:
一是光电子领域,主要应用于激光显示、环境检测、紫外光源、半导体照明、可见光通信、医疗健康等;
二是电力电子领域,主要应用于工业机电、新能源并网、轨道交通、电动汽车、智能电网、消费电子等;
三是微波射频领域,主要是在遥感、雷达、卫星通讯、移动基站等。
市场规模
未来几年SiC市场将受益汽车电动化、电动汽车配套设备建设、5G基站及数据中心建设。燃油车转向电动车,功率半导体用量剧增。汽车应用是功率半导体市场增长最快的细分斱向。除此之外,充电站、充电桩需求也将提升。据ResearchAndMarkets预测,到2023年,全球SiC市场的收入将达30亿美元,意味着 2019-2023年的复合年增长率达 25.4%。
此外,根据Yole数据,到2024年SiC功率半导体市场规模将增长至20亿美元,其中,汽车市场占SiC功率半导体市场比重到2024年预计将达50%。
GaN市场方面,过去一直在国防应用中使用的基于GaN 的产品现已用于有线电视传输、商业无线基础设施、电力电子和卫星市场。GaN现在被用于5G有源天线系统(AAS)和手机功率放大器(PA)等新产品中。Yole 预测,整个GaN射频市场将实现 12%复合年增长率,从2019年的7.4亿美元增长到 2025年的逾20亿美元。
根据Omdia的《2020年SiC和GaN功率半导体报告》,到2020年底,全球SiC和GaN功率半导体的销售收入预计8.54亿美元。未来十年的年均两位数增长率,到2029年将超过50亿美元。
从新基建与消费电子
看第三代半导体材料
新基建与消费电子为国内需求打开空间:
国内基站端建设投资力度扩大,国内需求将大于国外。据相关券商预计,2020年5G新建基站有望达到80w座以上,其中大部分将以“宏基站为主,小基站为辅”的组网方式。在射频端高频高速的背景下,第三代半导体材料的渗透率将会大幅提升。据 Yole 的预测,2023年GaN RF 在基站中的市场规模将达到5.2亿美元,年复合增长率达到 22.8%。
4. 第三代 第四代 半导体区别?
第三代半导体和第四代半导体的区别主要在于材料和应用方面。
第三代半导体的材料主要包括氮化硅、磷化镓等,可以用于高速运算和高频电路等应用。
而第四代半导体的材料主要包括碳化硅、氮化镓等,可以用于高温环境下的电子器件和功率电子器件等应用。
此外,第三代半导体的应用方面主要集中在通信、计算机、医疗等领域,而第四代半导体的应用范围更广,可以应用于动力电子、照明、航空航天等行业。
总的来说,第三代半导体和第四代半导体都在不断发展,未来将有更多的应用场景出现。
5. 第三代半导体利弊?
答:第三代半导体利弊:第一代和第三代半导体材料各有利弊,并无绝对的替代关系,而是在特定的应用场景中存在各自的比较优势。通常来说,第三代半导体分为碳化硅和氮化镓两个应用分支。两者都需要碳化硅衬底,继而再进行外延(在衬底上淀积一层单晶)。
不同点在于两者的碳化硅衬底不同,最终的应用方向也不同。氮化镓需要在半绝缘型碳化硅衬底上,淀积氮化镓外延而得到。碳化硅需要在导电型碳化硅衬底上,淀积碳化硅外延而得到。第三代半导体行业目前在全球范围内还处于发展初期阶段。虽然国际巨头在技术和经验方面依旧领先于国内厂商,但是相对于第一代半导体的差距而言,国内和国际巨头公司之间的整体技术差距相对较小。
另外,由于第三代半导体的下游工艺制程具有更高的包容性和宽容度,下游制造环节对设备的要求相对较低,投资额相对较小,制约行业发展的关键在上游材料端(衬底)。
6. 第三代半导体与第四代半导体区别?
第三代半导体和第四代半导体是指不同的半导体材料和技术,其主要区别如下:
1. 材料:第三代半导体主要使用的是氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)等宽禁带能隙半导体材料,而第四代半导体则使用的是新型的二维材料,如石墨烯、硼氮化物等。
2. 特性:第三代半导体具有高温、高频、高功率等特性,适用于功率电子、光电子、微波电子等领域。而第四代半导体则具有超高载流子迁移率、优异的光电特性等特点,可应用于高速电子、光电子、量子计算等领域。
3. 技术:第三代半导体技术已经相对成熟,正在逐步商业化和产业化;而第四代半导体技术仍处于研究和开发阶段,需要更多的时间和资源来推广和应用。
总的来说,第三代半导体和第四代半导体都是未来半导体技术的重要方向,各自具有不同的特点和应用领域。
7. 第三代半导体有什么?
氮化镓现在是风口浪尖的材料,号称第三代半导体核心材料。最先在光的方向应用,LED搞了十多年基本把中国人在这个领域的地位确定了。飞利浦欧司朗都打算不玩了,还要卖给中国。连做movcd的爱斯强都要卖给中国,结果让奥巴马给叫停了。目前主要热点在功率器件上:电力电子、射频都是好方向。不过水很深,面对的都是国际对手。风险和机会并存的行业。国际上也都是亚洲人特别是华人为主再搞这个材料。在这个行业摸爬滚打十数年。还是感觉很有意义的,总之是革命性的行业,创造历史,呵呵。
8. 半导体和第三代半导体股票区别?
1. 半导体和第三代半导体股票具有不同的投资价值。2. 半导体是一种电子材料,被广泛应用于计算机芯片、手机、平板电脑等电子产品,拥有大量应用市场。而第三代半导体则是比半导体更先进、更高效的电子材料,最近几年受到广泛关注,预计在未来会有更广泛的应用市场。3. 由于半导体和第三代半导体的技术不同,所以在投资上也应该有所区别。投资半导体需要考虑产品应用场景、市场需求等因素;而投资第三代半导体需要考虑产业发展前景、技术优势等因素。此外,还需要关注股票的基本面和行业动态,以便更全面地评估股票的投资价值。
9. 三代半导体是什么?
第三代半导体是以碳化硅SiC、氮化镓GaN为主的宽禁带半导体材料,具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。
一、二、三代半导体什么区别?
一、材料:
第一代半导体材料,发明并实用于20世纪50年代,以硅(Si)、锗(Ge)为代表,特别是Si,构成了一切逻辑器件的基础。我们的CPU、GPU的算力,都离不开Si的功劳。
第二代半导体材料,发明并实用于20世纪80年代,主要是指化合物半导体材料,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表。其中GaAs在射频功放器件中扮演重要角色,InP在光通信器件中应用广泛……
而第三代半导体,发明并实用于本世纪初年,涌现出了碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石(C)、氮化铝(AlN)等具有宽禁带(Eg>2.3eV)特性的新兴半导体材料,因此也被成为宽禁带半导体材料