Bien que le silicium (Si) ne puisse pas être remplacé dans la fabrication de puces à circuit intégré à l’heure actuelle, après tant d’années de développement, chaque matériau semi-conducteur mature peut conduire le développement d’une industrie par lui-même. Alors, quels sont les matériaux semi-conducteurs dans l’industrie?
La première génération de semi-conducteurs :
L’industrie a classé les matériaux semi-conducteurs. Le silicium (Si) et le germanium (Ge) susmentionnés sont la première génération de matériaux semi-conducteurs.
Silicium (Si): Le silicium (Si) susmentionné est actuellement le matériau semi-conducteur le plus largement utilisé, et les circuits intégrés sont essentiellement en silicium (Si). Le silicium (Si) est largement connu car il est le matériau du processeur. Les processeurs Intel et AMD sont basés sur du silicium (Si). Bien sûr, en plus du processeur, les cœurs GPU et la mémoire flash de stockage sont également en silicium (Si). Le monde.
Germanium (Ge): Germanium (Ge) est le matériau des premiers transistors. On peut dire que le germanium (Ge) a décliné après l’apparition du silicium (Si), mais c’est seulement que le germanium (Ge) n’a pas été complètement remplacé par le silicium (Si) En tant que l’un des matériaux semi-conducteurs importants, le germanium (Ge) est toujours actif dans certains domaines de canaux tels que les fibres optiques et les cellules solaires.
Les matériaux semi-conducteurs de première génération sont les plus matures en termes de développement technologique et de contrôle des coûts. Par conséquent, même si les matériaux semi-conducteurs de deuxième et troisième générations dépassent complètement le silicium (Si) dans certaines caractéristiques, ils ne peuvent pas être remplacés par un usage commercial. La clé de la valeur du silicium (Si) est l’incapacité d’apporter des rendements élevés comme le silicium (Si).
Semi-conducteurs de deuxième génération :
Les matériaux semi-conducteurs de deuxième génération sont fondamentalement différents des semi-conducteurs de première génération. Le silicium (Si) et le germanium (Ge) des semi-conducteurs de première génération appartiennent aux semi-conducteurs élémentaires, c’est-à-dire qu’ils sont composés d’une seule substance. La deuxième génération appartient aux matériaux semi-conducteurs composés, qui sont synthétisés à partir de deux éléments ou plus et possèdent des caractéristiques semi-conductrices. Les semi-conducteurs de deuxième génération couramment utilisés sont l’arséniure de gallium (GaAs) et le phosphure d’indium (InP).
Arséniure de gallium (GaAs) : L’arséniure de gallium (GaAs) est l’un des produits emblématiques de la deuxième génération de matériaux semi-conducteurs. Les diodes électroluminescentes LED dont nous entendons souvent parler impliquent l’arséniure de gallium (GaAs).
Phosphure d’indium (InP): Le phosphure d’indium (InP) est fabriqué en chauffant et en faisant réagir de l’indium métallique et du phosphore rouge dans un tube de quartz. Il se caractérise par une résistance à haute température, une fréquence élevée et une vitesse élevée, il est donc largement utilisé dans l’industrie des communications pour fabriquer des appareils de communication.
Le semi-conducteur de deuxième génération peut être considéré comme le fondement de l’ère 4G. De nombreux appareils 4G utilisent des matériaux basés sur les matériaux semi-conducteurs de deuxième génération.
La troisième génération de semi-conducteurs:
Le semi-conducteur de troisième génération est également un matériau semi-conducteur composé, qui se caractérise par une bande interdite élevée, une puissance élevée, une fréquence élevée et une haute tension. Les produits représentatifs sont le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN).
Carbure de silicium (SiC): Le carbure de silicium (SiC) présente les caractéristiques d’une résistance à haute température et d’une résistance à haute tension, et convient très bien aux commutateurs d’appareils électriques. Par exemple, de nombreux MOSFET haut de gamme sur les cartes mères sont en carbure de silicium (SiC).
Nitrure de gallium (GaN) : Le nitrure de gallium (GaN) et le carbure de silicium (SiC) sont tous deux des semi-conducteurs à bande interdite élevée. Ils se caractérisent par une faible consommation d’énergie, adaptés aux hautes fréquences et adaptés à la construction de stations de base 5G. Le seul inconvénient est que le coût technique est trop élevé. , Il est difficile de voir dans le domaine commercial.
À l’heure actuelle, le développement de semi-conducteurs de troisième génération est populaire en Chine en raison du faible écart entre le point de départ au pays et à l’étranger et la possibilité de concurrence.
Précautions:
Bien que ces matériaux semi-conducteurs soient considérés comme divisés en la première et la deuxième génération, et qu’ils ressemblent à des produits itératifs, en fait, ces matériaux semi-conducteurs de première, deuxième et troisième génération ne sont pas une relation de substitution. Leurs caractéristiques Différents, les scénarios d’application sont différents. Les première, deuxième et troisième générations ne sont qu’un signe distinctif pour l’industrie, mais elles sont divisées en fonction du matériau, et certains scénarios sont même appliqués ensemble en même temps.