Ehkki integreeritud vooluringi kiipide tootmisel ei saa räni (Si) praegu asendada, võib iga küps pooljuhtmaterjal pärast nii palju aastaid kestnud arengut ise tööstuse arengut juhtida. Milliseid pooljuhtmaterjale on tööstuses?
Esimese põlvkonna pooljuhid:
Tööstus on klassifitseerinud pooljuhtmaterjalid. Eelnimetatud räni (Si) ja germaanium (Ge) on esimene pooljuhtmaterjalide põlvkond.
Räni (Si): eelmainitud räni (Si) on praegu kõige enam kasutatav pooljuhtmaterjal ja integraallülitused on põhimõtteliselt valmistatud ränist (Si). Räni (Si) on laialt tuntud, kuna see on protsessori materjal. Inteli ja AMD protsessorid põhinevad ränil (Si). Muidugi on lisaks protsessorile räni (Si) ka GPU südamikud ja välkmälumälu. Maailm.
Germaanium (Ge): Germaanium (Ge) on varajaste transistoride materjal. Võib öelda, et germaanium (Ge) on pärast räni (Si) ilmnemist langenud, kuid ainult seda, et germaanium (Ge) pole täielikult asendatud räni (Si) kui ühe olulise pooljuhtmaterjaliga, germaanium (Ge) ) on endiselt aktiivne mõnes kanaliväljas, nagu optilised kiud ja päikesepatareid.
Esimese põlvkonna pooljuhtmaterjalid on tehnoloogia arengu ja kulude kontrolli osas kõige küpsemad. Seega, isegi kui teise ja kolmanda põlvkonna pooljuhtmaterjalid ületavad teatud omaduste korral räni (Si) täielikult, ei saa neid kaubandusliku kasutusega asendada. Räni (Si) väärtuse võtmeks on võimetus tuua suuri tulusid nagu räni (Si).
Teise põlvkonna pooljuhid:
Teise põlvkonna pooljuhtmaterjalid erinevad põhimõtteliselt esimese põlvkonna pooljuhtidest. Esimese põlvkonna pooljuhtide räni (Si) ja germaanium (Ge) kuuluvad elementaarsetesse pooljuhtidesse, see tähendab, et need koosnevad ühest ainest. Teine põlvkond kuulub liitpooljuhtmaterjalidesse, mis on sünteesitud kahest või enamast elemendist ja millel on pooljuhi omadused. Tavaliselt kasutatavad teise põlvkonna pooljuhid on galliumarseniid (GaAs) ja indiumfosfiid (InP).
Galliumarseniid (GaAs): galliumarseniid (GaAs) on üks pooljuhtmaterjalide teise põlvkonna ikoonitoodetest. LED-valgusdioodid, millest me sageli kuuleme, hõlmavad galliumarseniidi (GaAs).
Indiumfosfiid (InP): Indiumfosfiid (InP) valmistatakse metalli indiumi ja punase fosfori kuumutamisel ja reageerimisel kvartsitorus. Seda iseloomustab kõrge temperatuuritaluvus, kõrge sagedus ja suur kiirus, nii et seda kasutatakse sidetööstuses laialdaselt sideseadme valmistamiseks.
Teise põlvkonna pooljuhtide kohta võib öelda, et see on 4G ajastu alus. Paljud 4G-seadmed kasutavad teise põlvkonna pooljuhtmaterjalidel põhinevaid materjale.
Kolmas põlvkond pooljuhte:
Kolmanda põlvkonna pooljuht on samuti liitpooljuhtmaterjal, mida iseloomustab suur ribavahe, suur võimsus, kõrge sagedus ja kõrge pinge. Tüüpilised tooted on ränikarbiid (SiC) ja galliumnitriid (GaN).
Ränikarbiid (SiC): Ränikarbiidil (SiC) on kõrge temperatuuritaluvuse ja kõrgepingekindluse omadused ning see sobib väga hästi elektriseadmete lülitite jaoks. Näiteks on paljud emaplaatide tippklassi MOSFETid valmistatud ränikarbiidist (SiC).
Galliumnitriid (GaN): Galliumnitriid (GaN) ja ränikarbiid (SiC) on mõlemad suure ribalaiusega pooljuhid. Neid iseloomustab madal energiatarve, mis sobib kõrgetele sagedustele ja sobib 5G tugijaamade ehitamiseks. Ainus puudus on see, et tehnilised kulud on liiga kõrged. , Ärivaldkonnas on seda raske näha.
Praegu on Hiinas populaarne kolmanda põlvkonna pooljuhtide arendamine, kuna kodu- ja välismaal lähtepunkti ning võistlusvõimaluse vahel on väike vahe.
Ettevaatusabinõud:
Kuigi neid pooljuhtmaterjale peetakse jagatuks esimeseks ja teiseks põlvkonnaks ning need kõlavad iteratiivsete toodetena, ei ole need esimese, teise ja kolmanda põlvkonna pooljuhtmaterjalid tegelikult asendussuhted. Nende omadused on erinevad, rakendusstsenaariumid on erinevad. Esimene, teine ja kolmas põlvkond on tööstusele vaid eristav märk, kuid need on materjali järgi jaotatud ning mõnda stsenaariumi rakendatakse isegi korraga.