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电银付(www.dianyinzhifu.com):第三代半导体将迎来大发作?特斯拉电动车里有它,快速充电器里也有它

2021-01-11 17:51 出处:  人气:   评论( 0

日前,阿里巴巴达摩院展望了2021年科技趋势。其中位列第一的是:以氮化镓碳化硅为代表的第三代半导体将迎来应用大发作。

第三代半导体与前两代有什么差别?为何这两年会成为发作的节点?第三代半导体之后,什么质料会再领风骚?专家接受了解放日报·上观新闻记者采访。

【什么是区分“第几代”半导体的要害词】

禁带宽度,是用来区分差别代际半导体的要害参数。所谓“禁带”宽度,是从导带底到价带顶之间的能量差值,单元是电子伏特。导体的导带和价带是交叠的,不存在“禁带”。半导体的导带底和价带顶能量错开,存在带隙,就像从1楼到2楼,有个高度差。禁带宽度的巨细决议了质料是具有导体、半导体照样绝缘体性子。

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第一代半导体以硅为代表,其禁带宽度为1.12电子伏特。沙子和岩石的主要成分就是硅,硅在地壳中的含量位居第二,仅次于氧。硅晶体和器件加工工艺异常成熟,硅半导体集成电路和分立器件应用也很普遍,电脑、手机、冰箱等家电的集成电路都要用到硅质料,汽车、飞机、航天等领域更是离不开硅质料及器件。

第二代半导体以砷化镓为代表,其禁带宽度为1.42电子伏特,比硅更宽。由于第二代半导体电子迁移率更高,电流密度更高,更适合做微波器件应用,被普遍使用在手机、基站和雷达系统的功率放大器中。

【第三代半导体有哪些适用场景】

作为第三代半导体,氮化镓和碳化硅的禁带宽度分别为3.39电子伏特和3.26电子伏特,较高的禁带宽度异常适合高压器件应用。氮化镓电子饱和速率高,是硅的2.5倍,是砷化镓的2倍,异常适合做微波器件,好比手机内的射频前端放大器、5G基站以及微波雷达。微波雷达并不限于应用在航天航空和国防领域,未来在新能源汽车自动驾驶里也有应用潜力,可利用它正确感知障碍物,指导自动驾驶数据实时调整。

此外,氮化镓还可用做功率开关器件,开关速率越快,电源转换系统就可以做得更小,功耗也能降低。手机充电器里就有功率开关器件,可以把220伏的交流电转化为5伏直流电,然后给手机充电。“现在受到迎接的小型快速充电器,就用了氮化镓功率开关器件,未来还有望用于无线充电器。”

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