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【培训课件】255页详解半导体材料
材料汇· 2025-05-21 23:41
半导体材料发展历程 - 青铜器时代始于公元前3000年,铁器时代始于公元前1300-1400年,18世纪进入蒸汽时代,19世纪中进入电气时代 [5] - 20世纪初半导体技术开始应用,20世纪中期半导体产业形成,进入以Si等半导体材料为代表的电子材料时代 [5] - 1946年电子管计算机与1976年微机相比,体积缩小30万倍,功耗降低5万多倍,重量降低6万倍 [6] - 世界人均晶体管占有量本世纪初已超过1亿只,半导体技术推动的信息时代被称为第三次工业革命的开始 [6] 半导体市场现状 - 2013年全球半导体市场增长4.8%,规模达3056亿美元,创历史新高 [18] - 2013年中国集成电路市场销售额9166.3亿元,增速7.1% [17][18] - 2013年中国进口集成电路2318亿美元,占世界市场75%,出口877亿美元,同比增长64.1% [13] - 中国电子信息制造业所需集成电路75%依赖国外供给 [19][21] - 2013年中国本土IC市场规模10080亿元,企业产品2508亿元,占比25% [20] 半导体技术发展趋势 - 摩尔定律:集成电路集成度每18个月翻倍,40年间尺寸减小10000倍,性能提高10万倍,成本降低1亿倍 [24] - 延续摩尔定律需解决高速度、高密度、高可靠、低功耗、低成本等问题 [26] - 中芯国际28纳米工艺2014年底量产,20纳米工艺2015年准备就绪 [36] - 应变硅技术可使D/A电路性能提升1-2代,与非应变工艺相比测试频率提高24.44%-42.86% [73] 新型半导体材料 - 石墨烯具有优异导电性(迁移率是硅的100倍)、高强度(是钢的100倍)、高导热性(是铜的10倍)等特性 [275] - 三星已合成能在更大尺度保持导电性的石墨烯晶体,可用于柔性显示屏和可穿戴设备 [293][294] - 碳纳米管可用于制造二极管、晶体管等电子器件,以及场发射平板显示器等 [249] - 金刚石具有宽禁带(5.5eV)、高热导率(24W/cm·K)、高击穿电场(10MV/cm)等特性 [230][232] 半导体应用领域 - 未来潜力市场包括智能终端、物联网(2013年规模5000亿元,增长30%)、宽带通信、智能工业等 [23] - 汽车电子未来市场规模5000-7000亿元,但准入门槛高 [23] - 智能医疗2015年规模约20-30亿元,安防监控和信息安全也是重要方向 [23] - 半导体在智能电网、轨道交通、智能制造、3D打印等领域有广泛应用前景 [23]