半导体行业的核心材料可分为以下几类,综合多个权威来源整理如下:
一、基础半导体材料
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硅(Si)
最广泛应用的半导体材料,用于CPU、GPU、存储闪存等核心器件。
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锗(Ge)
早期半导体材料,现多用于光纤、太阳能电池等特定领域。
二、化合物半导体材料
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砷化镓(GaAs)
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应用 :LED、高速通讯器件(如5G基站)。
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特点 :耐高温、高频、高载流子迁移率。
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磷化铟(InP)
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应用 :高温环境下的光电器件(如激光二极管)。
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特点 :与GaAs互补,常联合使用提升性能。
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氮化镓(GaN)
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应用 :电力电子器件(如MOSFET)、高亮度LED。
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特点 :高击穿电场强度、低导通损耗。
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三、新一代半导体材料
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碳化硅(SiC)
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应用 :汽车电子、电力转换设备。
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特点 :高硬度、耐高温,适合高频应用。
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氮化铝(AlN)
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应用 :封装材料、传感器。
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特点 :高导热性、化学稳定性。
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氧化镓(GaN₂O₃)
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应用 :高频功率器件、光通信。
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特点 :宽带隙半导体,提升器件效率。
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四、其他关键材料
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金属氧化物 (如锰、铬、铁、铜氧化物):用于半导体器件的电极和封装。
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半导体化合物 (如镓铝砷、镓砷磷):用于特殊功能器件。
总结
半导体材料的发展从硅到化合物半导体,再到新一代材料,经历了多次技术革新。硅仍占主导地位,但砷化镓、氮化镓等材料因性能优势在特定领域替代了硅的部分应用。未来,碳化硅、氮化铝等材料有望在功率电子、光通信等领域发挥更大作用。