Tot i que el silici (Si) no es pot substituir actualment en la fabricació de xips de circuits integrats, després de tants anys de desenvolupament, cada material semiconductor madur pot impulsar el desenvolupament d’una indústria per si mateix. Llavors, quins materials semiconductors hi ha a la indústria?
La primera generació de semiconductors:
La indústria ha classificat els materials semiconductors. El silici (Si) i el germani (Ge) esmentats són la primera generació de materials semiconductors.
Silici (Si): l’esmentat silici (Si) és actualment el material semiconductor més utilitzat i els circuits integrats estan bàsicament fets de silici (Si). El silici (Si) és àmpliament conegut perquè és el material de la CPU. Els processadors Intel i AMD es basen en silici (Si). Per descomptat, a més de la CPU, els nuclis GPU i la memòria flash d’emmagatzematge també són de silici (Si). El món.
Germani (Ge): el germani (Ge) és el material dels primers transistors. Es pot dir que el germani (Ge) ha disminuït després de l’aparició del silici (Si), però només és que el germani (Ge) no ha estat substituït completament per silici (Si) Com a un dels materials semiconductors importants, el germani (Ge ) encara està actiu en alguns camps de canals com les fibres òptiques i les cèl·lules solars.
Els materials semiconductors de primera generació són els més madurs en termes de desenvolupament de tecnologia i control de costos. Per tant, fins i tot si els materials semiconductors de segona i tercera generació superen completament el silici (Si) en certes característiques, no es poden substituir per un ús comercial. La clau del valor del silici (Si) és la incapacitat d’obtenir rendiments elevats com el silici (Si).
Semiconductors de segona generació:
Els materials semiconductors de segona generació són fonamentalment diferents dels semiconductors de primera generació. El silici (Si) i el germani (Ge) dels semiconductors de primera generació pertanyen a semiconductors elementals, és a dir, estan formats per una única substància. La segona generació pertany a materials semiconductors compostos, que se sintetitzen a partir de dos o més elements i tenen característiques semiconductores. Els semiconductors de segona generació que s’utilitzen habitualment són l’arsenur de gal·li (GaAs) i el fòsfor d’indi (InP).
Arsenur de gal·li (GaAs): L'arsenur de gal·li (GaAs) és un dels productes emblemàtics de la segona generació de materials semiconductors. Els díodes emissors de llum LED que sovint escoltem parlen d’arsenur de gal·li (GaAs).
Fòsfor d’indi (InP): el fòsfor d’indi (InP) es fabrica escalfant i fent reaccionar l’indi metàl·lic i el fòsfor vermell en un tub de quars. Es caracteritza per una resistència a alta temperatura, alta freqüència i alta velocitat, de manera que s’utilitza àmpliament en la indústria de les comunicacions per fabricar dispositius de comunicacions.
Es pot dir que el semiconductor de segona generació és el fonament de l’era 4G. Molts dispositius 4G utilitzen materials basats en materials semiconductors de segona generació.
La tercera generació de semiconductors:
El semiconductor de tercera generació és també un material compost de semiconductors, que es caracteritza per una gran banda de banda, alta potència, alta freqüència i alta tensió. Els productes representatius són el carbur de silici (SiC) i el nitrur de gal (GaN).
Carbur de silici (SiC): el carbur de silici (SiC) té les característiques de resistència a alta temperatura i resistència a alta tensió i és molt adequat per a commutadors de dispositius de potència. Per exemple, molts MOSFET de gamma alta de les plaques base estan fabricats en carbur de silici (SiC).
Nitrid de gal·li (GaN): el nitrur de gal·li (GaN) i el carbur de silici (SiC) són semiconductors d’alta banda. Es caracteritzen per un baix consum d’energia, adequat per a altes freqüències i adequat per a la construcció d’estacions base 5G. L’únic inconvenient és que el cost tècnic és massa alt. , És difícil de veure en el camp comercial.
Actualment, el desenvolupament de semiconductors de tercera generació és popular a la Xina a causa de la petita bretxa entre el punt de partida nacional i internacional i l’oportunitat de competir.
Precaucions:
Tot i que es considera que aquests materials semiconductors es divideixen en la primera i la segona generació, i semblen productes iteratius, de fet, aquests materials semiconductors de primera, segona i tercera generació no són una relació substitutòria. Les seves característiques són diferents, els escenaris d’aplicació són diferents. La primera, la segona i la tercera generació són només un signe distintiu per a la indústria, però es divideixen segons el material i fins i tot alguns escenaris s’apliquen junts alhora.