bis是什么意思的缩写


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氧化镓(Ga2O3)作为一种“超宽禁带半导体”材料,近期受到了持续关注。其在超宽禁带半导体中属于第四代半导体材料,与第三代半导体碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)相比,氧化镓的禁带宽度更高,达到4.9eV。这种特性使其具有耐高压、耐高温、大功率、抗辐照等特性。并且,同等规格下,氧化镓可以制造更小、更高性能的器件,节省配套散热和晶圆面积,进一步降低成本。

在2022年对氧化镓实施了出口,认为其在军事领域具有应用价值。这一事件引发了全球对氧化镓科研和产业的广泛关注。

关于氧化镓的性能和应用,它主要分为四大应用领域:

第一代半导体材料主要为硅(Si)、锗(Ge)等元素半导体材料;第二代半导体材料为砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等具有较高迁移率的半导体材料;第三代半导体材料为碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带半导体材料;而氧化镓(Ga2O3)、金刚石(C)、氮化铝(AlN)等则属于第四代超宽禁带半导体材料,另外还有锑化镓(GaSb)、锑化铟(InSb)等超窄禁带半导体材料。

氧化镓的应用方面,与第三代半导体材料有交叠,尤其在功率器件领域,因其超宽禁带特性,具有更突出的应用优势。第四代半导体的核心难点在于材料制备,一旦实现技术突破,将获得极大的市场价值。

按照禁带宽度排序的半导体材料图中,金刚石和氮化铝的衬底/外延工艺难度较大,成本高,难以进入功率器件领域。而氧化镓的晶体生长技术已经相对成熟,产业化主要以相氧化镓为主。

在氧化镓的应用领域,其四大机遇在于:单极替换双极、节能高效、容易大尺寸量产和可靠性要求高。目标市场包括长期和短期市场,长期市场主要是功率器件市场,短期市场则是中高压市场。

在射频器件领域,氧化镓的应用潜力巨大。由于GaN市场需要大尺寸、低成本的衬底,才能真正发挥GaN材料的优势。在同质衬底上生长的外延层品质最好,但GaN衬底价格高昂,限制了其在LED、消费电子等领域的应用。而氧化镓与GaN的晶格失配度较低,以氧化镓为衬底生长GaN,品质高且成本较低,有望在射频器件市场得到重要应用。

国内支持方面,对氧化镓领域也给予了大力扶持。由于国外对先进半导体材料的禁运,国内产业界呼唤国产化。在氧化镓的生长工艺中,由于直拉法原料挥发较多,成本较高,目前主流的氧化镓长晶工艺已逐步演变为有铱盖和模具的导模法。但由于铱坩埚的成本和损耗太高,产业界对无铱法开发的需求强烈。

近年来,氧化镓的学术研究、应用发展迅猛。国外日本在氧化镓产业中处于领先地位,已经实现了量产。而国内在衬底环节已经取得了重要进展,器件相关研究也达到了国际水平。针对氧化镓材料的缺点,国内外研究团队也在积极进行研究,解决导热率低、P型掺杂等问题。

在产业链和市场规模方面,氧化镓的价值主要体现在功率器件和射频器件领域。随着新能源汽车、5G等领域的快速发展,氧化镓的市场空间巨大。据预测,随着新能源车的渗透率提高,氧化镓的发展窗口十分充裕。而在射频器件领域,其市场规模可参考碳化硅外延氮化镓器件的市场规模。

《-Ga2O3-N型氧化镓单晶片规范》是国电子行业标准,由电子科技集团公司第四十六研究所制定。该规范为氧化镓单晶片的生产和应用提供了明确的标准。

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