Wéi IC Transistor Dicht méi no un der kierperlecher Limit kënnt, gëtt et ëmmer méi schwéier d'IC ​​Leeschtung ze verbesseren eleng andeems de Fabrikatiounsprozess verbessert. Ëm wéi d'Post-Moore Ära vun der IC Industrie z'entwéckelen, ass d'Welt aktiv op der Sich no neien Technologien, nei Methoden an nei Weeër. Fir déi technologesch Innovatioun weider ze förderen an d'industriell Entwécklung vun den integréierte Circuits vu China an der Post-Moore Ära ze beschleunegen, hunn China Semiconductor Industry Association a China Electronics News zesummen eng Serie vu Berichter gestart mam Titel "Academicians talk about technology Evolution in the Post-Moore Ära", déi Akademiker a verwandte Felder interviewt fir d'Entwécklungsrichtung vun der Hallefleitindustrie an der Post-Moore Ära ze diskutéieren.

Am Moment, breet Band Spalt semiconductor (och bekannt als drëtt Generatioun semiconductor) Apparater a Material Industrie ginn doheem an am Ausland agesat. Firwat huet déi breet Band Spalt Semiconductor Industrie de Maart favoriséiert? Wat sinn d'Charakteristiken, Schwieregkeeten a Schmerzpunkten am Uwendungsprozess? Wéi eng Richtung sollen déi relevant Industrien an Zukunft entwéckelen? Den Hao Yue huet seng Meenung iwwer déi aktuell Problemer, Entwécklungsschwieregkeeten an zukünfteg Entwécklungsrichtung vun der breet Band Spalt Halbleiterindustrie gedeelt.

Reporter: Als éischt wëll ech Iech froen, eng kuerz Aféierung an de Breetband-Hallefueder ze maachen. Wat sinn d'Charakteristiken vun dëser Zort vun semiconductor a wat sinn hir Uwendungen an der Industrie?

Hao Yue: Déi offensichtlechst Feature vum Breetband Spalt Halbleiter ass seng breet Band Spaltbreet, déi méi no beim Isolator ass wat d'Materialeigenschaften ugeet. Dofir, Galliumnitrid a Siliziumkarbid vertruede vun dëser Aart vu breet Band Spalt Hallefleitmaterialien, mat héijer Decompte elektresch Feldstäerkt, héich Operatiounstemperatur, niddereg Geräterleitungsresistenz, héich Elektronendicht an aner Virdeeler, aktuell breet Band Spalt Halbleiter haaptsächlech an dräi Felder hunn eng staark Maart Kompetitivitéit.

Déi éischt ass rf Apparater, nämlech Mikrowellen Millimeter Wellen Apparater. Am Verglach mat Hallefleitmaterialien wéi Galliumarsenid a Silizium, hunn déi breet Bandspalt-Hallefueder-Geräter an der Mikrowelle Millimeterband wesentlech méi héich Aarbechtseffizienz an Ausgangskraaft, a si passend fir rf-Energiegeräter. Rf Apparater fir zivil Notzung ginn haaptsächlech an der mobiler Kommunikatioun benotzt, dorënner 4G, 5G a 6G Kommunikatiounen an der Zukunft. Zum Beispill, déi nei installéiert 4G an 5G mobil Kommunikatioun Basis Statiounen an China bal all benotzt Gallium Nitrid Apparater. Besonnesch DEN 5G Basisstatioun adoptéiert MIMO Transceivering System. All Basisstatioun iwwerdréit a kritt 64 Kanäl, a säi Stroumverbrauch ass méi wéi dräimol dee vun der 4G Basisstatioun. Ausserdeem ass d'Dicht vun der Basisstatioun méi héich wéi déi vun der 4G Basisstatioun, sou datt et bal onméiglech ass héicheffizient Galliumnitrid-Geräter ze benotzen. An Zukunft wäert d'6G Kommunikatiounsfrequenz méi héich sinn an d'Zuel vun de Basisstatiounen méi prominent sinn.

Déi zweet ass héich-Muecht elektronesch Apparater. Héichkraaft an héicheffizient Kraaftelektronesch Geräter si gebraucht fir Schnellladungsapparater, Kraaftübertragung an Transformatiounssystemer, Schinnentransit, elektresch Gefierer an Opluedstécker. Keen Zweiwel breet Band Spalt Halbleiter, besonnesch Siliziumkarbid, Galliumnitrid huet méi offensichtlech Virdeeler wéi aner Hallefleitmaterialien.

Déi drëtt ass photoelektresch Apparater. Déi breet Band Spalt Halbleiter huet offensichtlech Virdeeler besonnesch a kuerz-Wellenlängt optoelektronesch Apparater. Blo Luucht, zum Beispill, benotzt elo Galliumnitrid fir all Hallefleitbeliichtung. A violett Liicht, ultraviolet Liicht a souguer a giel Liicht, gréng Luucht kann direkt als Nitrid Hallefleitmaterial benotzt ginn.

Natierlech ginn et aner Uwendungsberäicher, wéi Detektoren, Sensoren an sou weider, d'Applikatioun ass ganz breet.

Bemierkung: Laut den Donnéeën huet d'Maartgréisst vu Breetband Spalt Halbleitergeräter e ganz offensichtlechen Upward Trend zënter 2017. An Ärer Meenung no hunn Breetband Hallefleit de Potenzial fir eng disruptive Technologie an der post-maurescher Ära ze sinn, a wéi engem Ausmooss wäerten se Silizium ersetzen?

Hao Yue: An der Post-Moore Ära, Silicon integréiert Circuit Chips sti fir grouss Erausfuerderunge wat d'Integratioun a Stroumverbrauch ugeet, wat dem Moore säi Gesetz vun der Chipintegratioun all 18 Méint verlangsamt. Dofir ginn nei Léisunge gesicht, dorënner nei Léisunge vu Silizium 3D integréierte Circuiten a Systemchips. Systemchips ginn och Méi wéi dem Moore säi Gesetz genannt, wat op déi kontinuéierlech Expansioun vu Silizium-integréiert Circuiten bezitt fir mat anere Materialien oder Applikatiounsfelder z'integréieren fir nei Applikatiounsmäert opzemaachen.

Ech denken, datt Silizium-integréiert Circuiten héich integréiert sinn mat aneren Aarte vu Hallefleitungen, sou wéi Compound Hallefleit a Silizium-Geräter, wuessend Verbindungen op Siliziumsubstrater, wat e ganz interessant ass, ganz villverspriechend Feld an der Post-Molar Ära. Et ass och eng wichteg Richtung fir d'Entwécklung vu breet Band Spalt Hallefleeder Apparater an integréiert Circuiten an Zukunft.

Wéi och ëmmer, et ass onméiglech fir breet Band Spalt Hallefleitmaterialien Silizium z'ersetzen. Méi wéi 90% vun den integréierte Circuiten benotzen nach ëmmer Silizium-baséiert Hallefleit, souwéi Solarzellen, déi haaptsächlech aus Silizium gemaach ginn. Breet Band Spalt Halbleiterapparater an integréiert Kreesleef besetzen nëmmen e klengen Undeel am weltwäiten Halbleitermaart, haaptsächlech an Héichkraaft-RF-Geräter, Kraaftelektronik Geräter a Kuerzwellelängt optoelektronesch Geräter benotzt. Silizium ass ëmmer nach dat dominant Hallefleitmaterial. Well Siliziummaterialien schwéier sinn d'Liicht ze emittéieren an d'Ausgangskraaft bei héijer Frequenzen ze verbesseren, hunn Breetband-Hallefferen onofhängeg Entwécklungsraum an e grousse Applikatiounsmaart.

Reporter: Wéi eng Schwieregkeeten existéieren nach ëmmer am Prozess fir China's breet Band Spalt Semiconductor Materialien an Apparater fir d'Industrie ze promoten, wat sinn d'Grënn fir dës Schwieregkeeten a wéi se se léisen?

Hao Yue: Am Moment steet d'Chinesesch Hallefleitindustrie mat engem "Flaschenhals" Problem, haaptsächlech a Schlësselausrüstung a Materialien. Wéi och ëmmer, wat d'Breetband Spalt Hallefleitausrüstung ugeet, hu mir d'Lokaliséierung an de meeschte Felder am Moment erreecht, vum Materialwachstum, Apparat a Circuitprozess fir Verpackungsausrüstung ze testen, d'Haus kann am Fong d'Bedierfnesser entspriechen. Nëmmen d'Lithographie blouf ongeléist. Tatsächlech brauch de Photolithographieprozess, dee fir e breet Band Spalt Halbleiter wéi Galliumnitrid gebraucht gëtt, net ganz fortgeschratt. Eng Photolithographie Genauegkeet vun 90 Nanometer ass genuch. Mat der Ënnerstëtzung vun relevant national Politik, kënne mir dës Technologie erreechen. D'Fotogravéierungsmaschinn, déi am Moment erfollegräich entwéckelt gouf, soll sou séier wéi méiglech eng stabil Masseproduktioun erreechen, a mir mussen nach ëmmer Efforte maachen an deem Sënn. Mir kënne gutt maachen kann d'Industrialiséierung vu Saachen ginn, mir mussen et maachen.

Reporter: e puer Hiersteller soen datt de Moment a ville modernste Felder d'Produktioun vun Haushalter Halbleitergeräter net den Ufuerderunge entspriechen (wéi Apparateffizienz), firwat? Wéi dës Problemer ze léisen?

Hao Yue: Héich thermesch Konduktivitéit a gerénge Verloscht sinn inherent Virdeeler vu Breetband-Hallefferen. De Problem ass datt mir et net fäerdeg bruecht hunn dës Virdeeler an der Produktentwécklung voll ze notzen. Zum Beispill, Galliumnitrid bei enger 4GHz Frequenz vun 100W Ausgangskraaft, Apparateffizienz kann méi wéi 70% erreechen. Fir aner Materialien kann 50% erreechen ass gutt, héich Effizienz gëtt vun der Natur vum Material bestëmmt. Ob Galliumnitrid oder Siliziumkarbid, Breetband Spalt Hallefleitungseffizienz ass ganz héich. Wéi och ëmmer, an der spéider Uwendung vun Apparater ass et ganz wichteg fir de gerénge Verloscht vu Materialien an all Schrëtt ze garantéieren.

Am Silicon Carbide Apparat, zum Beispill, no der Réalisatioun vun der Produktioun vun Verpakung, déi aktuell Basis gescheitert un eisem Apparat Verpakung, am Aklang mat den Apparat Charakteristiken a musse maachen, nach ëmmer de Modus vun héich Muecht Apparater vun Silicon Encapsulation adoptéieren, also erhéicht de Verloscht vun breet bandgap semiconductor héich Effizienz an niddreg Verloscht war sou encapsulation, Basis hunn keen Effekt. Dëst ass nëmmen ee Beispill, an ech mengen et ass vill méi wat ka gemaach ginn a punkto Technologieadoptioun.

Reporter: Wann déi breet Band Spalt Halbleiter Technologie weider populariséiert gëtt, kann et den High-End Ufuerderunge vun héijer Leeschtung, héijer Temperaturresistenz a laanger Liewensdauer vun elektroneschen Apparater treffen?

Hao Yue: Ech mengen et kann komplett geléist ginn. Well am breet Band Spalt semiconductor, eis Apparat Entwécklung Technologie an Indikatoren sinn am Fong mat der internationaler synchroniséiert, a souguer e puer Indikatoren féieren. D'Fro ass wéi séier dës Technologien vu Fuerschung an Entwécklung op d'Produktioun kënne bewegen. Am Moment, vill Gewalt Hiersteller selwer sinn net R & D Fäegkeet, d'Basis ass Doktrin ze huelen. Zum Beispill, eise Wide Band Gap Semiconductor National Engineering Research Center op der Xidian University huet vill High-Index Materialien an Apparattechnologien entwéckelt. Am Ufank konnten d'Fabrikanten den Apparat bauen, awer et war schwéier op där Basis ze innovéieren. Eist Land mengt datt d'Entreprisen den Haaptkierper vun der Innovatioun sinn. Wann d'Entreprisen just Technologie benotzen awer net innovéieren, egal wéi gutt d'Technologie ass, kann se net kontinuéierlech a produktiv Kräfte transforméiert ginn. Am Moment hu vill Entreprisen ganz limitéiert Investitiounen an d'Fuerschung an d'Entwécklung, an d'Haaptinvestitioun an d'Fuerschung an d'Entwécklung hänkt nach vum Staat of.

Zum Verglach verbréngt Intel méi wéi $ 10 Milliarde d'Joer op Fuerschung an Entwécklung vu féierende Hallefleitfirmen. Chinesesch Entreprisen sollen hir Innovatiounskapazitéit verbesseren an och Weeër fannen fir Investitiounen a R&D ze erhéijen.

Reporter: Et ass verstanen datt Universitéiten a Fuerschungsinstituter haaptsächlech duerch d'Publikatioun vu Pabeieren bewäert ginn. Dësen Evaluatiounssystem kann et schwéier maachen fir Universitéiten an Industrien enk ze kooperéieren. Wéi eng Rolle sollen d'Schoulen an d'Entreprisen respektiv an der Uni-Entreprise Allianz spillen?

Hao Yue: D'Fuerschung vun den Universitéiten an nationalen Fuerschungsinstituter muss op d'Grenz vun der Weltwëssenschaft an Technologie zielen. Et gëtt keen Zweiwel doriwwer. Eng vun den Aufgaben vun den Universitéiten a Fuerschungsinstituter ass regelméisseg Saachen ze entdecken a stänneg nei Saachen ze verfollegen. Dëst ass wouer net nëmmen op Chinesesch Universitéiten, mee an Universitéite ronderëm d'Welt. Dofir mengen ech, datt et richteg ass, Wichtegkeet ze leeën fir Aarbechten ze publizéieren, besonnesch an akademesche Konferenzen an akademeschen Zäitschrëften. Wëssenschaftler a Wëssenschaftler sollen d'Grenze vu Wëssenschaft an Technologie konfrontéieren, an d'Missioun vun de Wëssenschaftler ass méi héich Ziler ze verfolgen.

Sollten déi wëssenschaftlech Fuerschungserreeche vu Colleges an Universitéite séier an real Produktivkräfte transforméiert ginn? Ech mengen et ass sécher. Awer wéi sécherzestellen datt d'Fuerschungsresultater vun de Colleges an Universitéite kënnen an eng richteg Produktivitéit ëmgewandelt ginn? Et gëtt eng Tendenz fir Proffen fir Betriber direkt ze féieren, wat ech mengen och zweifelhaft ass. Et ass ganz schwéier fir e Professer souwuel d'technologesch Grenz wéi och d'Haaptwirtschaftlech Schluechtfeld ze stellen.

Also wéi dës Grupp vu Widdersproch ze léisen? Menger Meenung no, op d'Kombinatioun vun der Industrie, der Uni an der Fuerschung ze vertrauen fir d'Entreprise seng eege RESEARCH an Entwécklungsfäegkeeten ze verbesseren ass de Schlëssel fir de Problem ze léisen. Dofir, wéi d'Entreprise als den Haaptkierper vun der Innovatioun ze realiséieren, dat ass eppes wat mir zesumme solle maachen.

Reporter: E puer grouss international Firmen, wéi Clarie an Infineon, hunn am Fong d'ganz Industriekette mat hiren Technologien ofgedeckt, vu Substrate, Apparater bis Applikatiounen. Wann national Entreprisen mat esou Entreprisen konkurréiere a Kompetitivitéit am High-End-Beräich wëllen bilden, wéi solle se et maachen?

Hao Yue: Kerui Firma ass spezialiséiert op Siliziumkarbid Halbleitermaterialien am Ufank vun der Firma, komplett maachen Materialien. Wéi d'Material gewuess ass, huet et ugefaang Apparater ze maachen, vertikal High-Power bloe Leeds, an dann Elektronik. Infineon huet Apparater gemaach, net Materialien. Eréischt nodeems se Welt Leader an hiren eegene Beräicher goufen, hu se lues a lues ugefaang an der Industriekette ze entwéckelen.

Also fir eis Entreprisen ass mäi Rot ze maachen wat mir gutt maache kënnen, dat Bescht ze maachen, impeccabel ze maachen. Eng Entreprise soll d'Industriekette net am Ufank berücksichtegen. Et sollt e Feld wielen, et bis zum Extrem maachen, an dann iwwerleeë fir Upstream an Downstream auszebauen. Et ass onméiglech éischt-Klass Material an Apparater am Ufank ze erreechen. Also wat ass d'Entreprise Positionéierung, soll als éischt kloer sinn.

Reporter: Galliumnitrid a Siliziumcarbid hunn Masseproduktioun erreecht. Wat sinn d'Materialien an der Zukunft am Breetband Spalt Halbleiterfeld?

Hao Yue: Ech mengen, datt Galliumoxid dat héchstwahrscheinlech Material ass, dat e méi breet Bandspalt huet wéi Galliumnitrid a Siliziumkarbid, an erreecht 4.6 ~ 4.8 Elektronenvolt. Eis aktuell Fuerschung weist datt esou Materialer villverspriechend sinn.

An der nächster Dekade oder esou, Galliumoxid-Geräter wäerte méiglecherweis kompetitiv Kraaftelektronik Geräter ginn, déi direkt mat Siliziumkarbidgeräter konkurréiere wäerten, sou wéi Siliziumkarbid a Siliziumkraaftapparaten haut sinn.

Galliumoxid ass am Moment net verfügbar, ofhängeg vum Fortschrëtt vun der spéiderer Fuerschung. Zousätzlech ass de Bandspalt vum Diamantmaterial 5.4 Elektronenvolt. D'Fuerschung Fundament vun dëser Zort vun Material an Apparat ass ganz gutt a China, mä et sinn nach vill technesch Schwieregkeeten an dëser Zort vun Material a seng Industrialiséierung ass relativ schwéier, wat hänkt op wéi eng Zort technologesch Duerchbroch wäert an den nächsten 10 gemaach ginn. Joer. Et ass fair ze soen datt mir onermiddlech geschafft hunn.

Verzichterklärung: Dësen Artikel gëtt vun "China Electronic News" nei gedréckt, dësen Artikel representéiert nëmmen d'perséinlech Meenung vum Auteur, representéiert net d'Meenungen vu Sakwei an der Industrie, nëmmen fir ze drécken an ze deelen, de Schutz vun den intellektuellen Eegentumsrechter z'ënnerstëtzen, gitt w.e.g. un original Quell an Auteur, wann et Verletzung, weg Kontakt eis ze läschen.