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化合物半導(dǎo)體

發(fā)布時間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數(shù):392

2003年2月底在圣地亞哥(美國)召開了“化合物半導(dǎo)體2003年展望”會議。除高亮度led和大帶隙固態(tài)激光器外,一些電子器件市場和成熟的固態(tài)激光器市場還未恢復(fù)到其歷史最好水平。某些gaas ic市場和sic器件市場今年將會增長。藍(lán)光激光二極管受一些日本公司左右(日亞、索尼、nec、先鋒、夏普、豐田合成等)。日本公司大力開發(fā)用于大容量光盤的這類激光器。
索尼公司在三月初推出一種新的消費(fèi)產(chǎn)品??“藍(lán)射線”dvd光盤,這是工藝上一項最新進(jìn)展。它使存儲容量由4.7gb(用紅光激光器)增加到~27 gb,是由于采用了gan藍(lán)光激光管。這種dvd售價是~3800美元/臺。
gaas ic
某些“較大”的gaas ic及器件市場有所下降。一些gaas生產(chǎn)線和ⅲ-ⅴ族器件公司不得不“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)”。只有那些生產(chǎn)最好性能產(chǎn)品的公司可得到發(fā)展。產(chǎn)品具有高的性價比對公司的生存和發(fā)展非常重要。
但gaas也有“亮點”:某些gaas ic市場可望增長,其中包括gaas進(jìn)入蜂窩電話電子器件市場。該市場今后若干年的增長率將為5%~10%,在2.5g和3g蜂窩電話中將采用更多的gaas功率放大器和低噪聲放大器。其它可望增加gaas市場的應(yīng)用是寬帶無線、軍用和衛(wèi)星通信。汽車?yán)走_(dá)用gaas器件也可能是其下一個大容量市場,但要在2005年以后。
設(shè)備市場
mocvd沉積設(shè)備也像器件市場一樣,有上有下。2000年,其產(chǎn)值增長50%,2001~2002年間下降1/3以上。但gan基高亮度led(hbled)生產(chǎn)能力還在增長。美國多年來是設(shè)備市場的“主力”,但去年(2002年)轉(zhuǎn)到了亞洲。2002年,aixtron(mocvd主要制造廠之一)報導(dǎo)說,其設(shè)備銷售額59%在亞洲,30%在美國,11%在歐洲,主要是臺灣生產(chǎn)能力急劇擴(kuò)大。
按所生產(chǎn)器件劃分:mocvd設(shè)備50%用于led,20%用于電信/數(shù)字通信器件,F(xiàn)代mocvd反應(yīng)器每次可生產(chǎn)ф6″7片,每年可生產(chǎn)ф6″片36000片。值得注意的其它工藝進(jìn)展是8×ф4″晶片的生長gan基器件的反應(yīng)器,若干參數(shù)的(不)均勻性可達(dá)<1%的水平。也推出了可生長ф8″gaas的反應(yīng)器,其不均勻性也在~1%。會議討論了生長 gan器件用常壓mocvd(ap mocvd)工藝的開發(fā)。白光led芯片價格要從70日元(~57美分)下降到40日元(~33美分)以下(每個芯片),即每“流明”(lm)的價格降到0.1美分。這樣可望擴(kuò)大其室內(nèi)照明光源市場。
氮化物led工藝
像北美一樣,亞洲地區(qū)集中力量開發(fā)藍(lán)、綠和白光led,尤其是臺灣,迅速提高其gan器件生產(chǎn)能力。日本政府啟動了“21世紀(jì)光源”工程。三菱電線工業(yè)公司是其主要承擔(dān)者之一。用led得到白光有幾種方法。日本這項工程則是采用多磷光體(紅、綠、藍(lán)或橙、黃、綠、藍(lán))來得到白光發(fā)射。美國則主要開發(fā)較短波長紫外led以制備白光led光源。
作為這項工程的一部分,三菱研究組開發(fā)了一種圖形化的藍(lán)寶石襯底,在其上生長 gan合金層,位錯密度可下降到原來的1/3。早期曾制出了外量子效率24%以上的ingan led(發(fā)光波長382nm )。2003年1月份,其外量子效率增加到43%以上(驅(qū)動電流100ma)。
用磷光體制備led的進(jìn)展使目前某些磷光體得到新的應(yīng)用。如摻鈰yag(釔鋁石榴石),目前絕大多數(shù)藍(lán)光led+磷光粉所制白光led就是使用這種磷光體。但這種磷光體對led還不是最佳激發(fā)體,還需開發(fā)一種新穎的與led匹配的磷光體。三菱公司使用多磷光體來激發(fā)其380nm波長led:堿土金屬磷酸鹽基藍(lán)光、zns基綠光及氧化釔基紅光磷光體。這樣所制白光led的光效為29lm/w。
sic進(jìn)展
sic 大功率器件已進(jìn)行了長期研究開發(fā),它的好處是耐壓高,工作頻率在高頻段的低→中范圍。由于其帶隙大,因而擊穿電壓較高,熱導(dǎo)率較高,功率損耗小從而可在較高功率密度和較高溫度下工作。但只是最近才有少數(shù)公司推出商品。主要工作集中在提高材料質(zhì)量,例如,降低其微管道密度。sic器件正進(jìn)入長期為 si器件(功率晶體管、二極管、整流器和晶閘管)所壟斷的功率半導(dǎo)體市場。該市場去年達(dá)到120億美元。cree公司有關(guān)人士估計,除二極管部分外,sic每年會占去約1/3或30億美元的市場并有很大的增長潛力。sic功率器件的優(yōu)勢是:擊穿電壓是si器件的10倍,(開啟電阻小,開關(guān)速度更快),熱導(dǎo)率是si的3倍(從而有較大的電流密度),又有較高的工作溫度,這些優(yōu)點使sic器件有較大的系統(tǒng)效率,較低的成本,組件尺寸小,開關(guān)頻率高。
cree公司已推出600v(1~20a)和1200v(5a,10a)的sic整流器產(chǎn)品,其它許多應(yīng)用領(lǐng)域都可能有sic商品,從而產(chǎn)生了一個新的化合物半導(dǎo)體市場??2000v器件很快會商品化,雖然它價格總是比si器件高,但在300v以上器件和其它的一些應(yīng)用領(lǐng)域中使用sic器件是合算的??這些情況下,其大帶隙的特點顯得更為重要。
這類材料的特性還使其應(yīng)用擴(kuò)展到高頻或射頻功率晶體管領(lǐng)域,這方面,去年的市場規(guī)模約10億美元,其中約60%在無線應(yīng)用中,其次為航空電子器件及軍工器件。在射頻器件市場,sic器件也有潛力。已制出功率附加

2003年2月底在圣地亞哥(美國)召開了“化合物半導(dǎo)體2003年展望”會議。除高亮度led和大帶隙固態(tài)激光器外,一些電子器件市場和成熟的固態(tài)激光器市場還未恢復(fù)到其歷史最好水平。某些gaas ic市場和sic器件市場今年將會增長。藍(lán)光激光二極管受一些日本公司左右(日亞、索尼、nec、先鋒、夏普、豐田合成等)。日本公司大力開發(fā)用于大容量光盤的這類激光器。
索尼公司在三月初推出一種新的消費(fèi)產(chǎn)品??“藍(lán)射線”dvd光盤,這是工藝上一項最新進(jìn)展。它使存儲容量由4.7gb(用紅光激光器)增加到~27 gb,是由于采用了gan藍(lán)光激光管。這種dvd售價是~3800美元/臺。
gaas ic
某些“較大”的gaas ic及器件市場有所下降。一些gaas生產(chǎn)線和ⅲ-ⅴ族器件公司不得不“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)”。只有那些生產(chǎn)最好性能產(chǎn)品的公司可得到發(fā)展。產(chǎn)品具有高的性價比對公司的生存和發(fā)展非常重要。
但gaas也有“亮點”:某些gaas ic市場可望增長,其中包括gaas進(jìn)入蜂窩電話電子器件市場。該市場今后若干年的增長率將為5%~10%,在2.5g和3g蜂窩電話中將采用更多的gaas功率放大器和低噪聲放大器。其它可望增加gaas市場的應(yīng)用是寬帶無線、軍用和衛(wèi)星通信。汽車?yán)走_(dá)用gaas器件也可能是其下一個大容量市場,但要在2005年以后。
設(shè)備市場
mocvd沉積設(shè)備也像器件市場一樣,有上有下。2000年,其產(chǎn)值增長50%,2001~2002年間下降1/3以上。但gan基高亮度led(hbled)生產(chǎn)能力還在增長。美國多年來是設(shè)備市場的“主力”,但去年(2002年)轉(zhuǎn)到了亞洲。2002年,aixtron(mocvd主要制造廠之一)報導(dǎo)說,其設(shè)備銷售額59%在亞洲,30%在美國,11%在歐洲,主要是臺灣生產(chǎn)能力急劇擴(kuò)大。
按所生產(chǎn)器件劃分:mocvd設(shè)備50%用于led,20%用于電信/數(shù)字通信器件。現(xiàn)代mocvd反應(yīng)器每次可生產(chǎn)ф6″7片,每年可生產(chǎn)ф6″片36000片。值得注意的其它工藝進(jìn)展是8×ф4″晶片的生長gan基器件的反應(yīng)器,若干參數(shù)的(不)均勻性可達(dá)<1%的水平。也推出了可生長ф8″gaas的反應(yīng)器,其不均勻性也在~1%。會議討論了生長 gan器件用常壓mocvd(ap mocvd)工藝的開發(fā)。白光led芯片價格要從70日元(~57美分)下降到40日元(~33美分)以下(每個芯片),即每“流明”(lm)的價格降到0.1美分。這樣可望擴(kuò)大其室內(nèi)照明光源市場。
氮化物led工藝
像北美一樣,亞洲地區(qū)集中力量開發(fā)藍(lán)、綠和白光led,尤其是臺灣,迅速提高其gan器件生產(chǎn)能力。日本政府啟動了“21世紀(jì)光源”工程。三菱電線工業(yè)公司是其主要承擔(dān)者之一。用led得到白光有幾種方法。日本這項工程則是采用多磷光體(紅、綠、藍(lán)或橙、黃、綠、藍(lán))來得到白光發(fā)射。美國則主要開發(fā)較短波長紫外led以制備白光led光源。
作為這項工程的一部分,三菱研究組開發(fā)了一種圖形化的藍(lán)寶石襯底,在其上生長 gan合金層,位錯密度可下降到原來的1/3。早期曾制出了外量子效率24%以上的ingan led(發(fā)光波長382nm )。2003年1月份,其外量子效率增加到43%以上(驅(qū)動電流100ma)。
用磷光體制備led的進(jìn)展使目前某些磷光體得到新的應(yīng)用。如摻鈰yag(釔鋁石榴石),目前絕大多數(shù)藍(lán)光led+磷光粉所制白光led就是使用這種磷光體。但這種磷光體對led還不是最佳激發(fā)體,還需開發(fā)一種新穎的與led匹配的磷光體。三菱公司使用多磷光體來激發(fā)其380nm波長led:堿土金屬磷酸鹽基藍(lán)光、zns基綠光及氧化釔基紅光磷光體。這樣所制白光led的光效為29lm/w。
sic進(jìn)展
sic 大功率器件已進(jìn)行了長期研究開發(fā),它的好處是耐壓高,工作頻率在高頻段的低→中范圍。由于其帶隙大,因而擊穿電壓較高,熱導(dǎo)率較高,功率損耗小從而可在較高功率密度和較高溫度下工作。但只是最近才有少數(shù)公司推出商品。主要工作集中在提高材料質(zhì)量,例如,降低其微管道密度。sic器件正進(jìn)入長期為 si器件(功率晶體管、二極管、整流器和晶閘管)所壟斷的功率半導(dǎo)體市場。該市場去年達(dá)到120億美元。cree公司有關(guān)人士估計,除二極管部分外,sic每年會占去約1/3或30億美元的市場并有很大的增長潛力。sic功率器件的優(yōu)勢是:擊穿電壓是si器件的10倍,(開啟電阻小,開關(guān)速度更快),熱導(dǎo)率是si的3倍(從而有較大的電流密度),又有較高的工作溫度,這些優(yōu)點使sic器件有較大的系統(tǒng)效率,較低的成本,組件尺寸小,開關(guān)頻率高。
cree公司已推出600v(1~20a)和1200v(5a,10a)的sic整流器產(chǎn)品,其它許多應(yīng)用領(lǐng)域都可能有sic商品,從而產(chǎn)生了一個新的化合物半導(dǎo)體市場??2000v器件很快會商品化,雖然它價格總是比si器件高,但在300v以上器件和其它的一些應(yīng)用領(lǐng)域中使用sic器件是合算的??這些情況下,其大帶隙的特點顯得更為重要。
這類材料的特性還使其應(yīng)用擴(kuò)展到高頻或射頻功率晶體管領(lǐng)域,這方面,去年的市場規(guī)模約10億美元,其中約60%在無線應(yīng)用中,其次為航空電子器件及軍工器件。在射頻器件市場,sic器件也有潛力。已制出功率附加
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