Als einer der 5G-Halbleiterhersteller Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd. kann Verbundhalbleitermaterialien mit einzigartigen Vorteilen in den physikalischen Eigenschaften anbieten, und der 5g-Verbundhalbleitermarkt von PAM-XIAMEN wächst. Die Halbleitermaterialien haben drei Entwicklungsstufen durchlaufen:
- Die erste Stufe sind Halbleiter der Gruppe IV, die durch Silizium und Germanium dargestellt werden.
- Die zweite Stufe sind Verbindungshalbleiter der Gruppe III-V, dargestellt durch GaAs und InP. Unter den Verbindungshalbleitern der Gruppe III-V verfügt das GaAs über eine ausgereifte Technologie und wird hauptsächlich in der Kommunikation verwendet.
- Die dritte Stufe besteht hauptsächlich aus Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke, dargestellt durch SiC und GaN. Das Siliziummaterial hat eine ausgereifte Technologie und niedrige Kosten, aber seine physikalischen Eigenschaften beschränken seine Anwendung in der Optoelektronik, Hochfrequenz- und Hochleistungsbauelementen und hochtemperaturbeständigen Bauelementen.
1. Vorteile von Verbindungshalbleitern in physikalischen Eigenschaften
Kurz gesagt, im Vergleich zu Siliziummaterial weisen Verbindungshalbleitermaterialien einzigartige Vorteile in Bezug auf Eigenschaften wie Elektronenmigrationsrate, kritisches elektrisches Durchbruchfeld und Wärmeleitfähigkeit auf.
Dominiert von Silizium steigt die Nachfrage nach Verbindungshalbleitern in den Bereichen Hochfrequenz, Leistung usw. rapide an. Derzeit verwenden mehr als 95% der weltweiten Chips und Geräte Silizium als Basismaterial. Aufgrund des großen Kostenvorteils von Siliziummaterialien wird Silizium auch in Zukunft eine beherrschende Stellung auf dem Gebiet verschiedener diskreter Bauelemente und integrierter Schaltkreise einnehmen. Die einzigartigen Eigenschaften von Verbindungshalbleitern sorgen jedoch für eine bessere Leistung in den Bereichen Hochfrequenz, Optoelektronik und Leistungsbauelemente.
2. VerbindungshalbleiterMaterialien von 5G-Halbleiterherstellern
Die zusammengesetzten Halbleitersubstrate spielen in der 5 eine immer wichtigere RollethGenerierungsanwendung. Die Nachfrage nach 5G-Halbleitern wächst mit der Entwicklung und Aktualisierung der Technologie. Nehmen wir zum Beispiel die Herstellung von GaAs- und GaN-Verbindungshalbleitern wie folgt: 5G-Halbleiterchiphersteller wählen normalerweise Galliumarsenid, das in Zukunft in der Hochfrequenz von Sub-6G-Mobiltelefonen dominiert wird, und Verbindungshalbleiter-Galliumnitrid (GaN) wird bei 5G große Fortschritte erzielen Halbleiterchips und schnelles Laden für Verbraucher.
2.1 GaAs dominiert die Funkfrequenz von Sub-6G 5G-Mobiltelefonen
Insbesondere nimmt GaAs eine dominierende Position in der Funkfrequenz und Optoelektronik von 5G-Mobiltelefonen ein. GaAs ist der ausgereifteste Verbindungshalbleiter. Es hat eine höhere Geschwindigkeit gesättigter Elektronen und Elektronenmobilität und ist daher für Hochfrequenzanwendungen geeignet. Während des Hochfrequenzbetriebs ist das Rauschen geringer. Da GaAs eine höhere Durchbruchspannung als Si aufweist, ist die Halbleiterverarbeitung von Galliumarsenidverbindungen gleichzeitig für Hochleistungsanwendungen besser geeignet.
Für all diese Eigenschaften wird in der 5G-Ära von Sub-6G Galliumarsenid das Hauptmaterial für Mobiltelefon-Hochfrequenzgeräte in Leistungsverstärkern und Hochfrequenzschaltern sein. Darüber hinaus ist GaAs das Material mit direkter Energielücke, so dass optoelektronische Bauelemente wie VCSEL-Laser hergestellt werden können. Optoelektronische Geräte sind ein weiterer wichtiger Faktor für das Wachstum von Galliumarsenid-Halbleitern in 5G.
2.2 Die großartige Entwicklung von GaN bei 5G-Makro-Basisstations-Hochfrequenz-PA
Im Vergleich zu den Halbleitermaterialien von Si und GaAs sind GaN und SiC beide Verbindungshalbleiterwafer mit großer Bandlücke, die die Eigenschaften einer hohen elektrischen Durchbruchfeldstärke, einer hohen Driftgeschwindigkeit gesättigter Elektronen, einer hohen Wärmeleitfähigkeit und einer niedrigen Dielektrizitätskonstante aufweisen. Die Eigenschaften von geringem Verlust und hoher Schaltfrequenz eignen sich zur Herstellung elektronischer Geräte mit hoher Frequenz, hoher Leistung, kleinem Volumen und hoher Dichte.
GaN-Material von 5G-Halbleiterherstellern ist auf Mikrowellengeräte, Hochfrequenz- und Kleinleistungsgeräte (weniger als 1000 V) und Laser ausgerichtet. Im Vergleich zu Silizium-LDMOS (laterale doppelt diffundierte Metalloxid-Halbleitertechnologie) und GaAs-Lösungen können GaN-Bauelemente eine höhere Leistung und Bandbreite bereitstellen. GaN-Chips werden jedes Jahr einen Sprung in der Leistungsdichte und Verpackung machen und können besser an die Massive MIMO-Technologie angepasst werden. Die Verbindungshalbleiter-Epitaxie von GaN HEMT (High Electron Mobility Field Effect Transistor) ist zu einer wichtigen Technologie für 5G-Makro-Basisstations-Leistungsverstärker geworden.
At present, the compound semiconductor epitaxial wafer – GaN on macro base stations mainly uses SiC substrates (GaN on SiC). Because the silicon carbide is used as substrate, and GaN offered by PAM-XIAMEN has small lattice mismatch rate, thermal mismatch rate and high thermal conductivity. The high-quality GaN epitaxial layer can be easier to grow, meeting the high-power applications of 5G macro base stations.
Der schnell aufladende Markt für Unterhaltungselektronik ist ein weiteres schnell wachsendes Feld von GaN. Im Vergleich zu Stromversorgungsgeräten auf Siliziumbasis kann GaN die Größe von Ladegeräten für Mobiltelefone erheblich reduzieren. Beim Schnellladen in Unterhaltungselektronikqualität werden hauptsächlich Substrate auf Siliziumbasis (SiC auf Si) verwendet.
Obwohl es schwierig ist, eine hochwertige GaN-Epitaxieschicht auf einem Siliziumsubstrat zu züchten, sind die Kosten viel geringer als die des SiC-Substrats. In der Zwischenzeit kann es den geringen Strombedarf decken, z. B. das Aufladen von Mobiltelefonen. Da Android-Hersteller und Hersteller von Drittanbietern nacheinander verwandte Produkte auf den Markt bringen, stellen 5G-Halbleiterhersteller die GaN-Wafer für die Unterhaltungselektronik her. Auf dem Gebiet der Optoelektronik hat GaN aufgrund der einzigartigen Eigenschaften der breiten Bandlücke und der blauen Anregung offensichtliche Wettbewerbsvorteile bei LEDs, Lasern und anderen Anwendungen mit hoher Helligkeit.
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