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价格降至临界点,第三代半导体爆发在即?

 PCB抄板是反向技术研发一个重要的应用领域。利用PCB抄板对产品进行拆解,从产品的pcb文件、BOM清单、原理图等设计要素入手进行研究,从而达到对引进技术进行消化、吸收和再创新的目的。迄今为止,PCB抄板已经形成一个较为成熟的行业,市场布局也从先前的克隆与复制逐渐向技术改造更新和高端化方向发展。

近期,阿里巴巴达摩院发布2021年十大科技趋势,“第三代半导体迎来应用大爆发”位列第一。达摩院指出,第三代半导体的性价比优势逐渐显现并正在打开应用市场。未来5年,基于第三代半导体材料的电子器件将广泛应用于5G基站、新能源汽车、特高压、数据中心等场景。

“性价比优势”是形成市场穿透力的敲门砖。长期以来,第三代半导体受限于衬底成本过高、制备困难、应用范围小等因素,成本居高不下,限制了市场接受度的提升。随着应用空间逐渐拓展,制备技术日益成熟,第三代半导体逐渐从产品导入期走向市场拓展期。但也需看到,国内第三代半导体企业多处于研发或小批量供货阶段,要实现第三代半导体的规模化商用,还需要产业链上下游的共同作为。

性价比优势日益凸显

半导体领域素有“一代材料、 一代技术、 一代产业”的说法。作为产业链最上游的核心部分,材料的影响力贯穿半导体产业始终,不仅用于制造和封测工艺,也直接影响芯片的供货效率和性能质量。

“小巧、高效、发热低”——小米董事长雷军对氮化镓充电器的评价,道出了第三代半导体的性能优势。相比硅材料,第三代半导体拥有耐高温、耐高压、高频率、大功率、抗辐射等先天优势,相比硅器件可降低50%以上的能量损失,并减小75%以上的装备体积。

不过,第三代半导体虽然优势显著,却尚未进入大规模化商用阶段。由于制备工艺成熟、自然界储备量大且应用广泛,硅器件形成了难以逾越的价格优势。相比之下,第三代半导体的单晶及外延材料价格昂贵,制备工艺难度较大且衬底成本高。相比传统6英寸硅衬底,碳化硅衬底的价格高出数十倍之多。

既然价格上缺乏优势,第三代半导体的性价比优势,体现在哪些维度?

“第三代半导体器件的性价比主要体现在综合开销上。” 阿里达摩院十大科技趋势项目组专家告诉《中国电子报》记者。

据该专家介绍,得益于第三代半导体电力电子器件的高频特性,围绕器件布局的无源元件可减小和减少,从而减少物质开销;其次,器件高压特性可以使部分多级降压或升压模式改变为单级模式,有效减少元器件数量;此外,器件耐高温特性可以使模组或系统散热成本有效降低,目前正在快充、逆变器等应用中逐步体现。

碳化硅供应商基本半导体向记者提供的资料显示,在新能源汽车使用碳化硅MOSFET 90-350kW逆变器时,可减少6%~10%的电池使用,并节省空间占用及冷却系统需求。虽然碳化硅器件的成本增加值在75~150美元,却节约了525~850美元的综合开销。

龙微科技作为一家有实力的反向技术研究所,长期提供PCB抄板、芯片解密、PCB设计、IC反向设计、代码反汇编、样机制作、SMT加工、PCBA代工代料、软件程序的二次开发及硬件功能的二次开发等服务,对电子信息产业软硬件产品的设计开发与反向技术进行深入研究,对无人机的研发有着丰富的经验,欢迎有需要的客户前来询问。