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招财猫理财笔记

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三代半导体简介

从简单的电器到复杂的电动车,半导体已经离不开我们的日常生活。从刚踏入股市到现在,我还是一致的看好半导体。今天带你们了解半导体的演变,还有第三代半导体SiC和GaN,我们的明日之星。


第一代半导体

1950年代, Germanium 主导半导体市场。主要用于低压,低频,中功率的晶体管 (transistors) 和光电探测器(photodetectors)。但Germanium半导体在耐高温和耐辐射方面比较弱,所以在60年代后期逐渐被Silicon取代。

Silicon 制成的半导体器件有耐高温和耐辐射性能因此,Silicon已成为应用最广泛的半导体材料,95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路都是由Silicon材料制成的。但Silicon的物理特性限制了其在光电和高频大功率器件中的应用。


第二代半导体

第二代半导体主要用于生产高速,高频,大功率和发光的电子器件。它们是用于制造高性能微波(microwave),毫米波(millimeter wave)和发光(light-emitting)器件的优良材料。随着IT和互联网的崛起,它们也广泛用于卫星通信,移动通信,光通信和GPS导航等领域。

但是,Gallium Arsenide  和 Indium Antimonide的材料非常稀有,因此价格非常昂贵。此外,它们具有毒性,会造成环境的污染,因此局限了第二代半导体材料的应用。


第三代半导体

第三代半导体材料半导体材料具备

  • 宽带隙(wide bandgap)
  • 高击穿电场(high breakdown electric field)
  • 高导热性(high thermal conductivity)
  • 高电子饱和率(high electron saturation rate)
  • 耐辐射性(high radiation resistance )

更适合制作耐高温,高频,耐辐射,大功率的器件。

SiC 适用于储能,风能,太阳能,电动汽车,新能源汽车(NEV)对电池系统要求高的行业。

GaN 适用于高频(high frequency)应用,包括通信设备和手机,平板电脑和笔记型电脑的快速充电。与传统的快充相比,GaN快充具有更高的功率密度,充电速度更快,体积更小,更便于携带。


根据TrendForce的研究显示,在2025年,SiC半导体市场预计将达到33.9亿美元,而GaN市场预计将达到13.2亿美元。

整体而言,TrendForce预计第三代半导体产值将从2021年的9.8亿美元增长至2025年的47.1亿美元,复合年增长率(CAGR)高达48%。


在半导体的应用中,第一代和第二代半导体往往结合起来取长补短,从而生产出满足更高需求的产品。因此,第一代和第二代半导体长期处于互补的状态。

然而第三代半导体具有许多优异的性能,可以突破第一代和第二代半导体材料的发展瓶颈。第三代半导体还能为我们带来什么惊喜?我们拭目以待吧!