Halvledermaterialer – storskala silicium wafers
Halvledermaterialer – storskala silicium wafers
Halvledermaterialer er opdelt i waferfremstillingsmaterialer og emballagematerialer. Waferfremstillingsmaterialer kan yderligere opdeles i siliciumwafers og siliciumbaserede materialer, fotomasker, elektrongasser, fotoresists, fotoresist hjælpematerialer, CMP poleringsmaterialer, proceskemikalier, mål, og andre materialer.
Emballagematerialerne kan yderligere opdeles i emballagesubstrater, blyrammer, bindingstråde, indkapslingsmaterialer, keramiske underlag, matrice vedhæfte materialer og andre emballagematerialer.
samlet set, markedssegmentet for halvledermaterialer er spredt og lille i skala. Kun silicium wafers tegner sig for næsten 35% af markedsandelen. Siliciumwafers indtager den absolutte mainstream på markedet for halvledermaterialer, efterfulgt af elektroniske gasser, der står for 13%, fotomasker står for 12%.
De resterende fotoresist-understøttende kemikalier, poleringsmaterialer, fotoresist, våde kemikalier, sputtering mål og andre materialer står for mindre end 10%, og skalaen er forholdsvis lille.
Tredje generation af halvledere: halvledermaterialer med bred båndgab repræsenteret ved galliumnitrid (GaN), siliciumcarbid (SiC), og zinkoxid (ZnO). Det har fremragende egenskaber såsom højt nedbrydning elektrisk felt, høj varmeledningsevne, høj elektronmætning og stærk strålingsmodstand, og er mere velegnet til fremstilling af høj temperatur, høj frekvens, strålingsbestandige og højeffekt elektroniske enheder.
Det har brede anvendelsesmuligheder inden for halvlederbelysning, den nye generation af mobilkommunikation, energi internet, højhastighedstogtransit, nye energikøretøjer, forbrugerelektronik og andre områder.
Fjerde generation af halvledere: halvledermaterialer med ultrabredt båndgab repræsenteret ved galliumoxid (Ga2O3), diamant (C), aluminiumnitrid (AlN), og halvledermaterialer med ultrasmal båndgab repræsenteret af antimonid (GaSb, InSb) .
Materialer med ultrabredt båndgab har mere fremtrædende karakteristiske fordele inden for højfrekvente strømenheder på grund af deres bredere båndgab end tredje generations halvledermaterialer; Materialer med ultrasmal båndgab anvendes hovedsageligt i detektorer, lasere og andre enheder på grund af deres lette excitation og høje mobilitet.
Semiconductor Silicon Wafer er grundlaget for fremstilling af silicium halvlederprodukter og kan klassificeres efter forskellige parametre.
Alt efter størrelsen (diameter), halvleder silicium wafers kan opdeles i 2 tommer (50mm), 3 tommer (75mm), 4 tommer (100mm), 5 tommer (125mm), 6 tommer (150mm), 8 tommer (200mm), 12 tommer(300mm).
Under indflydelse af Moores lov, halvleder silicium wafers udvikler sig konstant i retning af stor størrelse. På nuværende tidspunkt, 8-tommer og 12 tommer er almindelige produkter, står for mere end 90% af det samlede forsendelsesareal.
Alt efter graden af doping, halvleder silicium wafers kan opdeles i let dopede og stærkt dopede. Tungt-doterede siliciumwafers har en stor mængde af dopingelementer og lav resistivitet, og bruges generelt i strømforsyninger og andre produkter;
Let doterede siliciumwafers har lav dopingkoncentration og bruges generelt inden for integrerede kredsløb, med højere tekniske vanskeligheder og krav til produktkvalitet. Da integrerede kredsløb tegner sig for mere end 80% af det globale halvledermarked, der er en større global efterspørgsel efter let doterede siliciumwafers.
Ifølge processen, halvleder silicium wafers kan opdeles i slibende wafers, polering af wafers, særlige wafer epitaksiale wafere baseret på polerende wafers, SÅ JEG, etc.
Slibeplader kan bruges til at fremstille diskrete enheder; let doterede polerplader kan bruges til at fremstille integrerede kredsløb i stor skala eller som substratmaterialer til epitaksiale wafere, og stærkt doterede polerplader bruges generelt som substratmaterialer til epitaksiale wafere. Sammenlignet med slibende plader, polerplader har bedre overfladeplanhed og renhed.
Halvlederwaferindustrien er også en kapitalintensiv industri, som skal nå en vis salgsskala for at være rentabel: Storskalaproduktion af halvledersiliciumwafers kræver et stort investeringsbeløb.
På grund af den store investering i anlægsaktiver i den tidlige fase, halvlederwafervirksomheder skal danne en vis salgsskala, før de kan tjene penge. Driftspresset i den tidlige fase er relativt stort, og bruttoavancen kan være negativ.
På nuværende tidspunkt, brugen af siliciumwafers af downstream-chipvirksomheder: diskrete enheder fortsætter med at bruge små størrelser, og integrerede kredsløb migrerer til store størrelser.
På grund af den lave pris på diskrete enheder, producenter er ikke motiverede til at investere i store produktionslinjer. På nuværende tidspunkt, silicium wafers af 6 tommer og derunder er stadig hovedprodukterne.
De økonomiske fordele ved brugen af store siliciumwafers i integrerede kredsløb er indlysende.
For eksempel, arealet af en 12-tommer silicium wafer er 2.25 gange så stor som en 8-tommers wafer, og den brugbare rate er ca 2.5 gange så stor som en 8-tommers wafer. Antallet af chips, der kan produceres på en enkelt chip, stiger, og prisen på en enkelt chip falder.
Drevet af nye krav såsom fjernarbejde, online møder, autonom kørsel, og Metaverset, efterspørgslen efter 12-tommer halvleder silicium wafers vil fortsætte med at stige.
