اگرچه در حال حاضر نمی توان سیلیکون (Si) را در تولید تراشه های مدار مجتمع جایگزین کرد ، اما پس از سالها پیشرفت ، هر ماده نیمه هادی بالغ می تواند توسعه یک صنعت را به خودی خود هدایت کند. بنابراین چه مواد نیمه هادی در صنعت وجود دارد؟
نسل اول نیمه هادی ها:
این صنعت مواد نیمه هادی را طبقه بندی کرده است. سیلیکون (Si) و ژرمانیم (Ge) فوق الذکر اولین نسل از مواد نیمه رسانا هستند.
سیلیکون (Si): سیلیکون فوق الذکر (Si) در حال حاضر پرکاربردترین ماده نیمه هادی است و مدارهای مجتمع اساساً از سیلیکون (Si) ساخته شده اند. سیلیکون (Si) به طور گسترده ای شناخته شده است زیرا ماده CPU است. پردازنده های اینتل و AMD بر پایه سیلیکون (Si) ساخته شده اند. البته علاوه بر پردازنده مرکزی ، هسته های GPU و حافظه فلش ذخیره سازی نیز سیلیکون (Si) هستند. جهان.
ژرمانیوم (Ge): ژرمانیم (Ge) ماده ترانزیستورهای اولیه است. می توان گفت که ژرمانیم (Ge) پس از ظهور سیلیکون (Si) کاهش یافته است ، اما فقط این است که ژرمانیم (Ge) به طور کامل با سیلیکون (Si) جایگزین نشده است به عنوان یکی از مهمترین مواد نیمه رسانا ، ژرمانیم (Ge ) هنوز در بعضی از قسمتهای کانال مانند فیبرهای نوری و سلولهای خورشیدی فعال است.
مواد نیمه هادی نسل اول از نظر توسعه فناوری و کنترل هزینه بالاترین مواد هستند. بنابراین ، حتی اگر مواد نیمه هادی نسل دوم و سوم به طور کامل از ویژگی های خاص از سیلیکون (Si) پیشی بگیرند ، نمی توان آنها را با استفاده تجاری جایگزین کرد. کلید ارزش سیلیکون (Si) عدم توانایی در بازده بالا مانند سیلیکون (Si) است.
نیمه هادی های نسل دوم:
مواد نیمه هادی نسل دوم با نیمه هادی های نسل اول تفاوت اساسی دارد. سیلیکون (Si) و ژرمانیوم (Ge) نیمه هادی های نسل اول متعلق به نیمه هادی های ابتدایی هستند ، یعنی از یک ماده واحد تشکیل شده اند. نسل دوم متعلق به مواد نیمه رسانای مرکب است که از دو یا چند عنصر ساخته شده و دارای مشخصات نیمه هادی است. نیمه هادی های نسل دوم که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، گالیم آرسنید (GaAs) و فسفید ایندیم (InP) هستند.
گالیم آرسنید (GaAs): گالیم آرسنید (GaAs) یکی از محصولات شاخص نسل دوم مواد نیمه هادی است. دیودهای ساطع کننده نور LED که ما اغلب در مورد آن می شنویم شامل آرسنید گالیم (GaAs) هستند.
فسفید ایندیوم (InP): فسفید ایندیم (InP) با حرارت دادن و واکنش دادن فلزات ایندیم و قرمز در یک لوله کوارتز ساخته می شود. با مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، فرکانس بالا و سرعت بالا مشخص می شود ، بنابراین به طور گسترده ای در صنعت ارتباطات برای ساخت دستگاه ارتباطی استفاده می شود.
می توان گفت نیمه هادی نسل دوم پایه و اساس دوران 4G است. بسیاری از دستگاه های 4G از مواد بر اساس مواد نیمه هادی نسل دوم استفاده می کنند.
نسل سوم نیمه هادی ها:
نیمه هادی نسل سوم نیز یک ماده نیمه هادی مرکب است که با شکاف باند بالا ، قدرت زیاد ، فرکانس بالا و ولتاژ بالا مشخص می شود. محصولات نماینده کاربید سیلیکون (SiC) و نیترید گالیم (GaN) هستند.
سیلیکون کاربید (SiC): سیلیکون کاربید (SiC) دارای ویژگی های مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر ولتاژ بالا است و برای سوئیچ های دستگاه قدرت بسیار مناسب است. به عنوان مثال ، بسیاری از ماسفت های سطح بالای مادربردها از کاربید سیلیکون (SiC) ساخته شده اند.
گالیم نیترید (GaN): نیترید گالیم (GaN) و کاربید سیلیکون (SiC) هر دو نیمه هادی های باند گپ بالا هستند. مشخصه آنها با مصرف کم انرژی ، مناسب برای فرکانسهای بالا و مناسب برای ساخت ایستگاههای پایه 5G است. تنها عیب این است که هزینه فنی بسیار زیاد است. ، مشاهده در زمینه تجاری دشوار است.
در حال حاضر ، توسعه نیمه هادی های نسل سوم به دلیل فاصله کمی که بین نقطه شروع در داخل و خارج از کشور و فرصت رقابت وجود دارد ، در چین رواج دارد.
موارد احتیاط:
اگرچه در نظر گرفته می شود که این مواد نیمه هادی به دو نسل اول و دوم تقسیم می شوند و مانند محصولات تکرار شونده به نظر می رسند ، در حقیقت ، این مواد نیمه هادی نسل اول ، دوم و سوم رابطه جانشین نیستند. ویژگی های آنها متفاوت است ، سناریوهای برنامه متفاوت است. نسل اول ، دوم و سوم فقط یک علامت تمایز برای صنعت هستند ، اما آنها براساس مواد تقسیم می شوند و حتی برخی از سناریوها همزمان با هم اعمال می شوند.