三代半導(dǎo)體材料的發(fā)展歷程

首先很必要掃盲。

先要給大家聲明一下“半導(dǎo)體”可不是收音機(jī)和隨身聽(tīng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。從最初應(yīng)用算起，半導(dǎo)體材料已經(jīng)發(fā)展了三代，第一代是四五十年代開(kāi)始以鍺、硅為代表的IV族半導(dǎo)體材料逐步發(fā)展起來(lái)，推動(dòng)人類(lèi)進(jìn)入電子時(shí)代晶體管收音機(jī)就是那個(gè)時(shí)代的產(chǎn)物。

到了上個(gè)世紀(jì)六七十年代，III-V族半導(dǎo)體的發(fā)展開(kāi)辟了光電和微波應(yīng)用，與第一代半導(dǎo)體一起，將人類(lèi)推進(jìn)了信息時(shí)代。八十年代開(kāi)始，以碳化硅SiC、氮化鎵GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)，開(kāi)辟了人類(lèi)資源和能源節(jié)約型社會(huì)的新發(fā)展，催生了新型照明、顯示、光生物等等新的應(yīng)用需求和產(chǎn)業(yè)。

其實(shí)這些東西的真正應(yīng)用大約都經(jīng)歷了十幾年乃至二十年的培育期，所以大家對(duì)于半導(dǎo)體材料的首先要有耐心，沒(méi)有耐心的人看到這里就可以去追劇了，不必在這里浪費(fèi)生命了。但是我要提醒你，你將失去參與改變?nèi)祟?lèi)歷史的機(jī)會(huì)！雖然你的離開(kāi)從某種程度上也是改變了歷史。

這里要特別說(shuō)明一下氮化鎵GaN材料。

鎵是地球上存在的一種貴金屬材料，大約排名第十左右，中國(guó)儲(chǔ)量全球第一。作為三代半導(dǎo)體材料當(dāng)家花旦的氮化鎵,近二十年來(lái)，由于LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動(dòng)，已成為三代半導(dǎo)體材料中的核心材料，在光電子方向LED從無(wú)到有，快速發(fā)展，直至現(xiàn)在發(fā)展到千億美元的規(guī)模，是一個(gè)新材料開(kāi)發(fā)推動(dòng)社會(huì)變革的典范。

另一個(gè)有實(shí)力的材料碳化硅材料的開(kāi)發(fā)早在七十年代就有了，最近二十年，在材料質(zhì)量和制備方法上有了突破，逐步進(jìn)入了市場(chǎng)。在2001年，碳化硅二極管被開(kāi)發(fā)出來(lái)之后，材料質(zhì)量逐步完善，器件性能和可靠性也在逐步改善。到目前為止，碳化硅的二極管以其優(yōu)異的性能和使用過(guò)程中展現(xiàn)的可靠性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在很多場(chǎng)合。