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      行業新聞

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      半導體工藝與制造裝備技術發展趨勢

      時間:2024-01-22   訪問量:54

           摘要:綜合半導體工藝與制造裝備的發展特性和今后趨勢展開探究,主要從半導體產業發展優勢著手,分析其整體發展趨勢,重點介紹分立器件相關制造設備的技術需求,多個方面對半導體工藝及制造裝備技術發展趨勢進行了綜述及展望。

          關鍵詞:半導體工藝;制造裝備技術;發展

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          隨著時間的推移,我國各個領域在不斷發展,半導體行業也不例外,成為當前世界科技的重要產業支柱之一。半導體技術的創新變革,為社會各領域產品提供有效助力。通過分析這一行業發展趨勢,并就分立器件相關制造設備的實踐展開論述,以此作為電子信息產業的重要基石,為今后信息技術發展提供不竭動力。

           一、摩爾定律持續演變

           大數據、云計算、物聯網等新型技術逐漸以邏輯器件、存儲器為代表的集成電力性能、損耗、成本等方面提出愈加嚴格的要求,逐步推動摩爾定律演變。比如,大數據、云計算的應用更加傾向于轉換實際性能,使得移動設備、物聯網等方面更加重視成本損耗等問題的出現。綜合當前國際電子器件與系統技術路線圖,摩爾定律不斷演變,需要將集成電路每兩至三年,就性能、集成度、生產成本方面的進步進行論述。以性能為例,在工作過程中,電壓逐漸降低,工作頻率就會增速百分之十五;基于功能損耗方面,性能不變基礎上,開關損耗會減少百分之三十;針對這一材料集成度,芯片的面積就會減少百分之三十;基于其使用成本,尺寸減少的情況下,也會減少材料成本損耗。

           二、分立器件相關制造設備

         (一)第三代半導體設備

           第三代半導體設備主要圍繞 Sic、Gan 材料進行并將其拓展至其他設備,比如單晶生長爐、CVD 外延設備等等。又或是結合 Sic器件所需的各類高溫設備,如高溫離子注入機、高溫退火爐等等。另外的設備也要使用第三代半導體材料,綜合相關技藝完成生產。第三代半導體設備的實踐應用,主要滿足晶圓尺寸逐漸增大的需求。Sic 材料和器件裝備等層面,選用六英寸規格的材料成為國際標準,八英寸半導體材料則是用于商業方面;Gan 材料和器件設備等方面,和 Sic 材料器件相同的是,正在由六英寸規格朝著八英寸方向轉變。Gan 自支撐托底的設備 HVPE 已經可以滿足兩至六英寸規格的需求。

                                                          

          (二)紅外焦平面探測器制備設備

            如今紅外焦平面探測設備已經發展到第三代,大多圍繞碲鎘汞等類超晶格材料為代表。這一設備主要使用砷化銦、銻化鎵等材料生長、外延所需的特種設備如 HgCdTe 液相外延(LPE)設備、分子束外延(MBE)設備等,其他部分設備需針對紅外焦平面器件工藝做定制性開發。這一基礎探測設備適用于解決之間間距、超大面陣、多譜段方向發展的工藝需求,器件面陣大小將由當前的2.7K×2.7K,逐漸向4K×4K、8K×8K、30K×30K發展。包括大視場特種投影光刻、高壓碲化汞單晶爐、高平整度晶片加工等一批關鍵工藝設備。

        (一)新型材料和相關裝置設備

           就當前的情況來看,主要以氧化鋁、金剛石、氧化鎵等原材料為基礎的半導體材料成為實踐熱點,也被相關領域專家學者深度探究。這一類型材料主要適用于材料設備研發、使用性能優化以及實踐探索階段。超寬禁帶半導體設施主要為相關材料制備所需的晶體生長、薄膜外延設備、AlN 制備設備。主要包括用于晶體生長的PVT 設備和用于薄膜外延的高溫 MOCVD 設備等。PVT 設備方面,已實現 2 英寸 AlN 單晶產業化;高溫 MOCVD 設備方面,已經可以支撐 2-4 英寸襯底的高溫外延生長需求。金剛石制備設備。半導體級金剛石單晶制備主要通過 CVD 法實現,可選的制備手段包括微波等離子體化學氣相沉積(簡稱 MPCVD)法、熱陰極等離子體CVD 法等。其中 MPCVD 法是目前制備高品質金剛石薄膜的首選,主要技術挑戰是大尺寸金剛石薄膜的制備。氧化鎵制備設備。氧化鎵單晶制備可通過以下方法實現:焰熔法、光學浮區法(簡稱 OFZ法),其中 E-FG 法和直拉法獲得的單晶質量最高,是最有前途的半導體級氧化鎵單晶制備技術。迅勢科技是一家在半導體清洗領域加工生產的企業,將重心放置在系統化解決高純氟塑流體產品的設計研發,比如 PFA 高純磁懸浮泵、閥、管、接、傳感等內容。綜合實際情況來看,正面臨著半導體領域制裁等問題,本公司的宗旨在于打破壟斷,解決技術問題,為我國半導體產業發展壯大盡自己的一份力量。迅勢科技聯合企業的上下游開展交流合作,解決在實際生產過程中存在的材料問題,或是終端用戶的使用,加強和高校之間合作交流,并獲得政府部門支持,已然成為行業里的龍頭企業,迅勢科技有望在今后幾年內成為半導體純氟塑流體產品生產的知名企業,并以高質量、高水準獲得更多優質用戶,為其提供個性化服務。

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          三、結束語

           導體技術已經走過七十多個年頭,逐漸衍生出集成電路和系統、光電子分立器件(激光探測儀等等)、微波射頻器件、電子元件等多種領域。綜上所述,半導體工藝和制造設備領域健全完善,主要從設備尺寸縮小、新零件構造和新材料使用等方面進行,圍繞原子加工技術、多元集成能力、綜合新型材料等特性出發,逐步探究現代半導體工藝及制造裝備技術將持續支撐整個電子信息產業的技術創新需要。


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