半導(dǎo)體工藝技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

記者：最近幾年半導(dǎo)體市場變化非?？欤绾慰创@樣的經(jīng)濟(jì)形勢下的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，意法半導(dǎo)體的情況又如何？

Carlo Bozotti：目前整個市場比較困難，在過去的幾年當(dāng)中，半導(dǎo)體行業(yè)的周期變化在不斷地加速。2011年和2012年中，行業(yè)的整體發(fā)展格局和態(tài)勢相差無幾。2011年年初我們的表現(xiàn)非常強(qiáng)勁，但是從2011年下半年開始，在預(yù)訂和訂購方面出現(xiàn)了下滑趨勢。今年情況也和去年基本相同，上半年訂單表現(xiàn)非常強(qiáng)勁，6月份出現(xiàn)放緩的跡象，在歐洲是這樣的情況，在整個亞洲地區(qū)也如此。即便是在這樣一種波動的情形之下，我們?nèi)匀蛔鞒隽说谌齻€季度增長的指引，三季度我們的指引計劃是達(dá)到環(huán)比增長2.5%。

記者：歐洲的產(chǎn)業(yè)最近出現(xiàn)了一些問題，意法半導(dǎo)體怎樣去應(yīng)對這樣的變化？

Carlo Bozotti：舉個直觀的例子，像諾基亞這樣的昔日大客戶，因為它的業(yè)務(wù)下滑，我們的業(yè)務(wù)隨之減少10億美元，所以必須努力地來尋找相應(yīng)的客戶來彌補(bǔ)和替代這方面所產(chǎn)生的損失。我們已經(jīng)做了很多補(bǔ)救的措施，一定要讓自己的客戶群多元化、均衡地發(fā)展，這是非常重要的，才能讓我們能夠更好的應(yīng)對風(fēng)險。我們很有信心在將來意法在營收方面仍然會繼續(xù)走向成功，不過我們不會更多地去依賴于某一個大的客戶來獲得營收。在地域方面，我們更注重新興市場客戶的開拓，致力于更多發(fā)展亞洲的客戶，目前和亞洲的客戶之間的銷售在不斷地提高。目前，意法半導(dǎo)體的客戶結(jié)構(gòu)比例大概是歐洲、亞洲和北美客戶各占三分之一，

記者：面對市場的挑戰(zhàn)，意法半導(dǎo)體如何轉(zhuǎn)變企業(yè)戰(zhàn)略？

Carlo Bozotti：我們確定了未來發(fā)展的三大重點，在本季度和接下來的幾個季度，我們會努力把三個重點真正地執(zhí)行起來。第一個重點是要提高市場份額，我們希望今年下半年的市場份額能夠比去年下半年更高。第二大重點是要通過對資本和資產(chǎn)的有效的管理，來實現(xiàn)在困難時期公司財務(wù)的穩(wěn)定。我們公司有兩大主要業(yè)務(wù)陣營，一是傳感器、MEMS、模擬及功率一方面的產(chǎn)品，另外是包括STEricsson公司，以及我們數(shù)字消費者領(lǐng)域的產(chǎn)品在內(nèi)的VLSI業(yè)務(wù)，由于各種不同原因的存在，尤其歐洲一些大的客戶的影響，我們的第二大業(yè)務(wù)陣營目前從財務(wù)角度看來好象并不具備可持續(xù)性發(fā)展能力，所以我們的第三大重點就是要使公司兩大業(yè)務(wù)陣營同時實現(xiàn)實現(xiàn)可持續(xù)性的發(fā)展。

投入研發(fā)強(qiáng)調(diào)優(yōu)勢

記者：意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品線覆蓋很多，作為CEO，如何讓意法半導(dǎo)體在每個領(lǐng)域都能取得成功？

Carlo Bozotti：意法半導(dǎo)體有五大產(chǎn)品線，分別是功率管理，還有傳感器模擬包括很重要的MEMS這個產(chǎn)品線，第三類是專用的汽車電子產(chǎn)品，第四類是微控制器MCU，第五類是機(jī)頂盒。說我們這五大產(chǎn)品是如何來取得成功的，我覺得其實有兩方面的原因，一個就是雖然現(xiàn)在面臨很多市場困境，但是我們在研發(fā)方面做了很多的投入，在研發(fā)方面有能力足以支持我們五個產(chǎn)品線能夠不斷地來取得成功。第二個主要的原因是我們總是不斷地來通過創(chuàng)新，來實現(xiàn)我們產(chǎn)品和技術(shù)的成功，其實已經(jīng)在很多情況下，我們都已經(jīng)充分地展示出，我們有能力來領(lǐng)先于整個市場，來推廣我們的產(chǎn)品。

記者：在最近IC Insights的一份報告中顯示，意法半導(dǎo)體的研發(fā)投入比例在所有半導(dǎo)體巨頭里排在第二位，總投入額則是第三，足見其對研發(fā)的重視。剛才您也談到了研發(fā)投入在成功中的重要作用，意法作為歐洲唯一的IDM這樣的戰(zhàn)略考慮是什么？

Carlo Bozotti：無論是在半導(dǎo)體，還是在硅技術(shù)方面，過去幾年意法半導(dǎo)體都進(jìn)行了更多的研發(fā)投入，雖然過去四年當(dāng)中市場情況并沒有那么好，但是我們?nèi)匀辉谘邪l(fā)方面做了很多的投入，因為我們堅信研發(fā)方面花的錢肯定是很值得，而且我們也會看到這個研發(fā)方面的投入，給我們帶來好的回報。雖然我們逐步更多依靠合作伙伴進(jìn)行半導(dǎo)體生產(chǎn)，但我們也在與合作伙伴一起開發(fā)半導(dǎo)體制造工藝，這方面的投入帶來的好處就是我們可以讓產(chǎn)品有自己獨特的技術(shù)優(yōu)勢，這些有差異化的技術(shù)，是我們真正能夠擁有競爭優(yōu)勢的地方。比如，ST是世界上唯一能夠有40納米嵌入式Flash生產(chǎn)能力的公司，使我們擁有了這方面的競爭優(yōu)勢。而FD-SOI作為一個低功率的應(yīng)用，在同樣的處理能力的條件下，功耗可以減少了30%左右而成本保持不變，這對很多處理應(yīng)用是個非常好的技術(shù)。在MEMS傳感器方面，我們有自己的成像技術(shù)，也有自己28nm的TSV生產(chǎn)線。最重要的是，所有這些先進(jìn)技術(shù)，不僅可以從合作伙伴獲得，意法半導(dǎo)體自己也可以實現(xiàn)。

記者：意法半導(dǎo)體在這些產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)勢？您怎么定位未來意法半導(dǎo)體的重點？

Carlo Bozotti：在意法半導(dǎo)體廣泛產(chǎn)品的組合當(dāng)中，有兩個方面是比較突出的，也是我們具有核心競爭力兩方面。一個是傳感器和功率方面，比如意法的Motion MEMS排名第一，這現(xiàn)在對我們公司是很大的一塊業(yè)務(wù)，總業(yè)務(wù)價值已經(jīng)達(dá)到10億美元。第二塊核心競爭力的領(lǐng)域是數(shù)字消費、融合以及嵌入式處理。在以上兩個方面我們都立志要成為一個全球的領(lǐng)先公司。

記者：哪些應(yīng)用和技術(shù)是您自己比較看好的未來熱點？

Carlo Bozotti：三個應(yīng)用領(lǐng)域在未來會非常普及，而且很多電子和信息技術(shù)都將能夠廣泛地來服務(wù)于這些領(lǐng)域。一個是醫(yī)療應(yīng)用，我們的目標(biāo)就是要充分利用電子信息技術(shù)，讓醫(yī)療服務(wù)成本能夠越來越低，并讓越來越多的人都享用到這樣的醫(yī)療服務(wù)。我們的產(chǎn)品也支持多種類型的醫(yī)療應(yīng)用，比如說我們有心臟監(jiān)控這方面的醫(yī)療應(yīng)用，還有對針對糖尿病患者相應(yīng)的醫(yī)療應(yīng)用。第二個應(yīng)用領(lǐng)域是節(jié)能。第三個應(yīng)用領(lǐng)域是數(shù)字信任和數(shù)據(jù)安全。這些應(yīng)用領(lǐng)域，對我們來說意味著很多的挑戰(zhàn)，但同時又意味著巨大的商機(jī)，所以我們希望能夠充分地利用我們的電子技術(shù)來應(yīng)對所有的這些商機(jī)和挑戰(zhàn)。

決勝中國市場

第2篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

晶體管工藝技術(shù)的又一個里程碑

Intel共同創(chuàng)始人Gordon Moore說，采用“high-k”和金屬柵電極材料，標(biāo)志著從推出多晶硅柵MOS晶體管以來，晶體管技術(shù)的一個最大的突破，具有里程碑作用。高k及金屬柵結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的晶體管柵結(jié)構(gòu)比較。

在半導(dǎo)體制造工藝中采用二氧化硅作為柵介質(zhì)材料及多晶硅作為柵電極材料的組合已經(jīng)成功地運行了30多年，一直使用到90納米節(jié)點還相安無事。之后在65納米工藝節(jié)點時才發(fā)現(xiàn)漏電流及功耗急速上升，開始引起業(yè)界的警覺。雖然也曾采用如引變硅等技術(shù)來繼續(xù)延伸，但是自進(jìn)入45納米節(jié)點后，矛盾日趨突出，如果想繼續(xù)縮小尺寸，就必須采用新的材料。

45納米是個坎

回顧歷程，當(dāng)2002年工業(yè)開始導(dǎo)入0.13微米時，曾遇到阻礙。因為芯片制造廠同時開始引入銅互連及低k介質(zhì)材料對于這兩種全新的工藝技術(shù)，工業(yè)顯得力不從心，后來經(jīng)過努力才闖過關(guān)。

如今，同樣在45nm32藝時，也將面臨采用193浸液式光刻及超低k介質(zhì)材料，包括高k介質(zhì)材料(k值在15至20)及金屬柵等新工藝技術(shù)。多項新技術(shù)及新設(shè)備的同時加入，使得工業(yè)也面臨同樣的困境。業(yè)界一致認(rèn)為，45納米也會是工業(yè)的一個坎。反映在如tI、NXP等在內(nèi)的大公司，因承受不住高昂的研發(fā)費用，而退出45納米以下的發(fā)展，轉(zhuǎn)而與臺積電合作。

Intel在2006年就披露45納米工藝的進(jìn)展情況，并聲稱是全球第一批采用45納米工藝，預(yù)期到2007年下半年時量產(chǎn)。目前Intel己經(jīng)有三個芯片廠能進(jìn)行45納米器件生產(chǎn)。包括俄勒岡州的DID廠、亞利桑那州的F32和以色列的Fabl8。Intel預(yù)計從今年Q2(二季度)起90納米工藝將逐漸退出，而65納米將占產(chǎn)能的90％，并計劃于2011年推進(jìn)22納米。

據(jù)Intel報道，改用高k介質(zhì)材料后，其漏電量降為原來十分之一。另外，由于高k柵極材料與現(xiàn)有的硅柵電極并不相容。因此必需采用新的金屬柵電極材料來增加驅(qū)動電流。而45納米工藝可使晶體管的密度提升2倍，運作時的耗電量減30％，而總的工藝成本費用僅上升4％。

臺積電最近披露其45納米工藝，并計劃在2007年第三季開始生產(chǎn)。臺積電透露其10層金屬技術(shù)，能使柵極長度減少到26納米。

日本瑞薩與松下宣布兩公司合作開發(fā)的45納米工藝己進(jìn)人全面整合測試階段。松下與三菱早在1998年就開始高端工藝的研發(fā)，但在三菱和日立半導(dǎo)體合并成立瑞薩之后，瑞薩就取代三菱，并與松下聯(lián)合研發(fā)130納米，90納米及65納米技術(shù)。雙方在開發(fā)45納米工藝上的合作于2005年10月開始，并定于07年秋季完成，于2008年4月開始45納米量產(chǎn)。日本東芝、Sony及NEC等也在積極推進(jìn)45納米工藝。

在45納米工芝技術(shù)研發(fā)中，頗受業(yè)界關(guān)注的是特許、IBM、英飛凌和三星的聯(lián)盟。它們將以低功耗工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，聯(lián)手開發(fā)第一款45納米的下一代通訊系統(tǒng)芯片。這款芯片的分工由IBM位于紐約的EastFishkill300廠生產(chǎn)；其標(biāo)準(zhǔn)庫單元模組和I/O單元均由英飛凌提供。由于采用的是平臺設(shè)計，該45納米工藝在四家公司都可相容。并預(yù)期在07年底，可以在特許、IBM和三星的晶圓廠中同時通過認(rèn)證。

采用通用平臺的晶圓代工模式己經(jīng)有數(shù)年，并得到電子設(shè)計自動化，EDA，知識產(chǎn)權(quán)tiP與設(shè)計服務(wù)領(lǐng)域的合作伙伴共同支持。其目的能使客戶將其芯片設(shè)計外包給不同的12英寸芯片制造廠，以盡可能地降低重復(fù)設(shè)計工作量。該聯(lián)盟主席IBM的半導(dǎo)體研發(fā)部門副總裁LisaSu指出，45納米技術(shù)的，表明該工藝技術(shù)在使用上的彈性化，而應(yīng)歸功于GDSH在多家制造廠所具有的廣泛相容性。據(jù)初期硬體測試結(jié)果顯示，采用45納米節(jié)點的器件，從功能上比65納米節(jié)點至少高出30％。

英飛凌計劃在2009年初與聯(lián)盟其它成員同步推出基于該新技術(shù)的產(chǎn)品，主要是針對移動通訊應(yīng)用。iSuppli的LenJenlinek認(rèn)為，英飛凌的主要芯片生產(chǎn)業(yè)務(wù)將最可能在特許半導(dǎo)體進(jìn)行。而IBM和三星將扮演備份產(chǎn)能的角色。這樣有助于在高需求時降低風(fēng)險?？梢钥隙ǎ录悠绿卦S因此獲益最大。因為目前己有三家大廠可能委托其進(jìn)行代工生產(chǎn)。EastFishkill聯(lián)盟使其合作伙伴各自投入的研發(fā)費用，比單獨開發(fā)所需的費用少很多。由于三星的SI廠、特許的Fab7和IBM的Building323廠等多個晶圓廠都使用相同的掩膜，使大家在開發(fā)認(rèn)證和大量制造的成本與產(chǎn)品上市時間均顯著地減少。

實際上，在芯片制造業(yè)中存有不同的看法。以Intel、IBM、AMD等為代表，主張在45納米階段就引入高k及金屬柵技術(shù)；而大部分芯片制造商，包括一流代工廠，臺積電等主張應(yīng)推遲至32納米節(jié)點。

從半導(dǎo)體工業(yè)的前景，高k及金屬柵材料可使芯片工藝制造技術(shù)開始新的一輪縮小。除Intel之外，臺積電、IBM、三星及UMC等都預(yù)計在07年底前將突破45納米工藝。

實際上高k材料面臨最大的挑戰(zhàn)，在于柵極材料的基本要求，即既能形成P型晶體管，又能形成N型晶體管。工業(yè)界早就認(rèn)為應(yīng)該加速過渡，但是實際應(yīng)用中，在高k材料和柵電極之間要集成在一起十分困難。另外，還有邊界效應(yīng)(SideEffect)，即閥值電壓的困擾。因為在柵介質(zhì)與柵電極的界面缺陷會引起相對高的閥值電壓，使得驅(qū)動電流減少及功能減弱。

由于成本及其它原因，不是所有一流芯片制造商都愿意迅速向高k及金屬柵過渡，如臺積電在向45納米推進(jìn)中，采用三柵二氧化硅方法，并推遲高k介質(zhì)材料至32納米。在向45納米進(jìn)軍中，如果有可能不采用高k及金屬柵，而采用SOI，或者引變硅技術(shù)等，其效果沒有那么明顯，同樣存有許多集成技術(shù)的困難。采用厚的鉿基材料作為柵堆的高k介質(zhì)材料，據(jù)Intel說，與二氧化硅相比能減少漏電流至1/10，源漏間漏電流為1/5，總的驅(qū)動電流增加20％。

Intel采用原子層淀積ALD工藝來生長高k介質(zhì)材料。NEC及TI則采用另一種工藝，MOCVD及IBM正在同時評估ALD及MOCVD技術(shù)。與通常的CVD工藝相比，ALD工藝可以一次淀積一個原子，所以能控制單層薄膜的厚度及均勻性在100埃(1埃=10-10米)之內(nèi)。

摩爾定律還能撐多久?

第3篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：稠油開發(fā)；工藝技術(shù)配套；推廣應(yīng)用

中圖分類號：TE3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）07-0206-02

一、概況

文南油田沙一段大都為稠油層，由于文南油田稠油層與其他油田相比油層埋藏深、開采工藝難度大、高投入、低產(chǎn)出等原因，稠油層基本未進(jìn)行開發(fā)，即使射開油層也往往進(jìn)行關(guān)井處理。調(diào)查顯示目前文南油田有45口井的稠油層具有開發(fā)價值，稠油儲量約40萬噸。若投入開發(fā)20口井，則產(chǎn)能有望達(dá)到60t/d，對文南油田的的上產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。

二、技術(shù)措施

1.化學(xué)降粘

主要對50℃時粘度小于500mpa.s、流動溫度低于50℃的稠油井，采取加入一種降粘劑的方法降低稠油粘度，使其在常溫下只配套合適的抽油泵、采用常規(guī)的抽油方法就能正常生產(chǎn)。

2.抽稠泵工藝技術(shù)

抽稠泵為液壓反饋式抽油泵，它主要由兩臺不同泵徑的泵串聯(lián)而成，中心管將上下柱塞連為一體，沒有固定閥門，下沖程時產(chǎn)生較大的反饋力，大大減少了桿柱下行阻力，改善了抽油桿的受力狀況；由于沒有固定閥，可不動管柱進(jìn)行注氣熱采及正反向洗井、沖砂，作業(yè)方便，適用于常規(guī)稠油井及注汽熱采稠油井生產(chǎn)。但抽稠泵工藝技術(shù)只是稠油開采的輔助手段，一般情況下，開采稠油粘度在4000mPa.s以內(nèi)。如果開采粘度過高，必須采取加熱或降粘等其他工藝措施。

3.電加熱抽油桿技術(shù)

電熱抽油桿技術(shù)采用35CrMo合金空心桿，規(guī)格分為36mm*5.5mm，34mm*5.5mm，34mm*5.0mm，以單根抽油桿形式存在，兩頭密閉，內(nèi)部設(shè)有PTC半導(dǎo)體加熱材料和導(dǎo)電母線，半導(dǎo)體一端與空心桿外壁連通，另一端經(jīng)保險裝置接入導(dǎo)電母線，半導(dǎo)體加熱材料并聯(lián)運行，某一加熱單元損壞后，不影響系統(tǒng)的正常工作。

4.雙空心桿稠油開采工藝技術(shù)

雙空心桿及配套裝置由雙空心桿、燃?xì)饧訜崞?、循環(huán)泵、儲水罐、泄壓閥、光桿四通、軟管等組成。該裝置采用同軸式雙空心抽油桿內(nèi)循環(huán)熱傳導(dǎo)加熱方式，有一個內(nèi)外相互密封的獨立通道，利用地面燃?xì)饧訜崞靼褵彷d體（水）加熱，再經(jīng)循環(huán)泵加壓后（2MPa左右），以過緩沖和分離氣體后，通過特制四通接頭，注入雙空心抽油桿的內(nèi)空心通道，熱載體在循環(huán)泵的高壓驅(qū)動下，克服管壁磨擦，高速（約1.5m/s）流至雙空心桿的加熱尾端，然后通過環(huán)空返至地面熱交換器內(nèi)再次加熱。

三、現(xiàn)場應(yīng)用效果

（一）應(yīng)用電熱桿與雙空心桿開采稠油效益對比

1.一次性投入

雙空心桿：一次性投入38.5萬元；電熱桿：一次性投入25萬元。

對比：一次性投入電熱桿比雙空心桿少13.5萬元。

2.耗能

每方氣按1.0元計算。

雙空心桿：每小時消耗天然氣3.75m3，日耗氣費：1.0×3.75×24=90元；地面循環(huán)泵額定功率3Kw，日耗電費：3×24×0.672=

48.384元；合計日耗電（氣）費：90+48.348=138.384元。

雙空心桿年耗電（氣）費：138.384×365=5.05萬元。

電熱桿：以W184-60為例，實測每小時耗電83.5度，日耗電2004度。電熱桿日耗電費：0.672×2 004=1 346.88元；電熱桿年耗電費：0.134688×365=49.15萬元。

對比：電熱桿與雙空心桿耗能對比：年增加費用49.15-5.05=44.1萬元。

3.維護(hù)費用

電熱桿使用周期為105天左右，而雙空心桿井檢查周期可達(dá)三年以上。所以雙空心桿一年至少比電熱桿減少作業(yè)三次，節(jié)約作業(yè)勞務(wù)費就達(dá)20萬元以上。

4.結(jié)論

雙空心桿與電熱桿相比每年凈節(jié)約費用65萬元左右，其中電費44.1萬元，作業(yè)費21萬元。

（二）2013年應(yīng)用情況及效果

截至目前，文南油田應(yīng)用雙空心抽油桿熱循環(huán)技術(shù)開采稠油5口井，工藝有效率100%，累計增油2 287.2t。

1.投入費用：

雙空心抽油桿循環(huán)加熱裝置每套38.5萬元，5口井合計投入費用192.5萬元。

每小時消耗天然氣3.75m3，日耗氣費：1.0×3.75×24=90元

地面循環(huán)泵額定功率3Kw，日耗電費：3×24×0.672=

48.384元

合計日耗電（氣）費：90+48.348=138.384元

一套雙空心桿年耗電（氣）費：138.384×365=5.05萬元

5口井合計年耗電（氣）費：5.05×5=25.25萬元

5口稠油井年合計投入費用：192.5+25.25=217.75萬元

2.經(jīng)濟(jì)效益

5口井年累計增油2 287.2t，每噸油按5 000元計算，年累計創(chuàng)收：2 287.2×0.5=1 143.6萬元。

第4篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

從制造談起

在解析工藝秘密之前，先來簡單了解一下芯片產(chǎn)品的制造流程。CPU也好，GPU也罷，還有諸如內(nèi)存、閃存芯片等等，它們芯片核心部分的主要原料都是硅，制造過程也大體上相似。經(jīng)過篩選、高溫融化提純后，硅原料變成了高度純凈的單晶硅。然后在高溫容器中采用旋轉(zhuǎn)拉伸的方式將原料取出，形成固定表面積的圓柱體硅錠。接著將硅錠切成圓形薄片，新的切片中要摻入一些物質(zhì)。使之成為真正的半導(dǎo)體材料，而后在上邊刻畫代表著各種邏輯功能的晶體管電路。再將每一個切片放入高溫爐中加熱，通過控制加溫時間而使得切片表面生成一層二氧化硅膜。隨后再通過光刻蝕、摻雜等一系列復(fù)雜工藝，一個內(nèi)部擁有復(fù)雜晶體管電路網(wǎng)絡(luò)、多層結(jié)構(gòu)的晶圓已成形。晶圓將被進(jìn)一步切割成獨立的核心芯片單元并經(jīng)檢測合格，進(jìn)行封裝、插接，進(jìn)而再檢測以決定它們的額定頻率，電壓等參數(shù)，最終的產(chǎn)品即告出爐。

等會兒，這里邊好像并沒有提到“nm工藝”這個關(guān)鍵詞。而它實際上是代表了芯片內(nèi)部晶體管電路之間的距離。晶體管電路密集程度越高，單位面積內(nèi)可以容納的晶體管電路越密集、越復(fù)雜，構(gòu)建同樣結(jié)構(gòu)的晶體管電路所需要的空間越小，或者相同大小的空間能夠容納更為復(fù)雜，晶體管數(shù)量更多的晶體管電路。

講到這里，我們又要把摩爾定律作為權(quán)威理論擺出來了。1965年到1975年，Intel的創(chuàng)始人之一戈登-摩爾先后提出并完善了摩爾定律：芯片中的晶體管和電阻器的數(shù)量每24個月會翻番，原因是工程師可以小斷縮小品體管的體積。這就意味著，半導(dǎo)體的性能與容量將以指數(shù)級增長，并且這種增長趨勢將繼續(xù)延續(xù)下去。而摩爾定律中晶體管數(shù)量翻倍帶來的好處可以總結(jié)為：更快，更小，更便宜。而制造工藝的提升則是晶體管數(shù)量提升的前提。

提升工藝　降低成本

工藝的提升對于消費者來說最直觀的感覺就是產(chǎn)品售價的下降。由于芯片是由最初的硅錠逐步切割為一個個小的方形薄片，那么一旦工藝提升，晶體管電路變得更為密集，單個芯片所需的厚度、表面積也會隨之降低，同樣多原料就能生產(chǎn)出更多的芯片產(chǎn)品。同時，更先進(jìn)的工藝也能夠進(jìn)一步保證產(chǎn)品的良品率，大大減少了報廢產(chǎn)品的產(chǎn)生。當(dāng)年NVIDIAGeForce 7600GT/GS最初采用的90nmT藝的G73-N-A2核心，售價直徘徊在千元附近。而在80nm工藝的G73-B1核心被廣泛運用后，GeForce 7600GT/GS的售價才出現(xiàn)了大幅下調(diào)，599到799元的售價讓它們最終成為了紅極一時的主流產(chǎn)品。同時，目前NVIDIA G80和G92兩款核心顯卡產(chǎn)品的巨大的售價差距也讓人們看到了65nm工藝的優(yōu)勢。

提升工藝　提升性能

再來看Intel最新的45nm工藝的Penryn核心處理器吧，產(chǎn)品的雙核心版本內(nèi)建4.1億個晶體管，四核心則有8.2億個晶體管(65nm Core 2 Duo處理器雙核心晶體管數(shù)量為291億)，微架構(gòu)經(jīng)強(qiáng)化后，在相同頻率下較上代65nm產(chǎn)品擁有更高性能，同時L2Cache容量亦提升50％，明顯提高數(shù)據(jù)讀取執(zhí)行的命中率。47條全新Intel SSE4指令，提高媒體性能和實現(xiàn)高性能運算應(yīng)用。正是由于晶體管電路更為密集，因而產(chǎn)品可以在更小的空間內(nèi)融入數(shù)量更多、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的晶體管電路，相信不久的將來，我們就能享受到如此強(qiáng)大的處理器產(chǎn)品。

提升工藝　提升電氣性能

先進(jìn)的工藝同樣也意味著電氣性能的提升，即產(chǎn)品的供電環(huán)境要求下降，發(fā)熱量更低，功耗更低，更易于超頻。記得Core 2 Duo剛上市時，大家都感覺難以置信，因為默認(rèn)外頻已高達(dá)266MHz的處理器產(chǎn)品大部分都可以在額定工作電壓僅為1.35V(實際工作電壓為1.248V)的情況下超頻到400MHz以上。

對于現(xiàn)在熱門的Radeon HD3850/3870顯卡，恐怕我們很難想象，作為AMD-ATi新一代中高端產(chǎn)品的代表，并且是第一款對DirectX 10.1 API提供支持的RadeonHD3850/3870，它們的供電部分設(shè)計居然看上去如此的簡單。但要知道，RadeonHD3850/3870采用的可是目前顯卡領(lǐng)域最前沿的55nm制造工藝啊!AMD-ATi借著55nm先進(jìn)工藝，將6.66億個晶體管融入到了表面積僅為190mm2的顯示核心當(dāng)中，同時將Rv670xT和RV670Pro的TDP功耗控制在132W和104W。因此，兩款產(chǎn)品在供電設(shè)計方面均不會有過高的要求。還有另外一條令人振奮的消息：采用RV670XT的Radeon HD3870顯卡，假如在PCB背面的核心電壓控制部分的一個空焊位焊接一個500毫歐的電阻，就能顯著提升RV670的工作電壓。通過這個改造，Radeon HD3870顯卡的核心工作頻率可以穩(wěn)定超頻到1GHz左右，性能將在原有基礎(chǔ)上大幅提升。

制造工藝與產(chǎn)業(yè)關(guān)系

看到這么多制造工藝提升帶來的優(yōu)勢，恐怕大家會感到奇怪：“不是說最新的工藝生產(chǎn)出來的產(chǎn)品最節(jié)省成本、性價比最高么?但為什么最新工藝的新款CPU剛開始發(fā)售時售價都那么高呢?”“為什么都到了45nm工藝了，還有些廠商仍然在堅持使用90nm甚至更老舊的和造工藝呢?”這就要涉及到產(chǎn)業(yè)關(guān)系的內(nèi)容了。

眾所周知，目前工藝上最領(lǐng)先的仍舊是CPU制造，以Intel、AMD為代表的一線領(lǐng)導(dǎo)地位的廠商不斷努力開發(fā)更新，但技術(shù)更新也是需要相當(dāng)大的成本投入的，即便能夠以更低廉的成本生產(chǎn)出產(chǎn)品，它們也不會降低產(chǎn)品的售價。以較高的價格銷售全新的產(chǎn)品不僅能夠讓它們迅速回收工藝更新的成本同時，也賺取工藝更新的利潤。

在收回足夠多的成本和利潤后，更加先進(jìn)的工藝已經(jīng)出爐，而后相對老舊的技術(shù)被用于生產(chǎn)價格適中的主流產(chǎn)品，這往往就是主流用戶們最終能夠接受的產(chǎn)品了，不過它們?nèi)匀粩[脫不了被淘汰的命運。但另一方面，對于處在中下游的廠商來說，一線廠商淘汰下來的技術(shù)仍然是非常有利用價值的。于是它們也會以一個相對合理價格收購一線廠商淘汰不用的工藝技術(shù)，繼續(xù)發(fā)揮它們的生產(chǎn)價值。例如，我們會看到處理器的生產(chǎn)工藝已經(jīng)發(fā)展到了45nm，實際上主流的處理器產(chǎn)品依舊采用的是65nm工藝，而諸如內(nèi)存、閃存等半導(dǎo)體產(chǎn)品卻仍然在采用90nm甚至更老的工藝。

新的工藝不斷被Intel、AMD、臺電等一線廠商開發(fā)出來，幫助它們賺取產(chǎn)品、技術(shù)開發(fā)等方面的利潤，而一線廠商淘汰下來的技術(shù)被二線廠商回收后進(jìn)一步利用。這就形成了制造工藝的單向循環(huán)。所以我們才能夠看到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)工藝技術(shù)的不斷更新。

第5篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

關(guān)鍵詞:InSb薄膜;真空蒸鍍;熱處理;靈敏度

中圖分類號:TB383.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0208-01

一、引言

InSb薄膜的制備及其性質(zhì)和應(yīng)用的研究,在近幾年引起了人們的廣泛注意和興趣。化合物半導(dǎo)體薄膜在理論上是一個重要研究課題。在我國,臺灣國立中山大學(xué)、沈陽儀器儀表工藝研究所、天津大學(xué)、浙江大學(xué)等單位對InSb薄膜的制備技術(shù)進(jìn)行了比較系統(tǒng)和深入的研究,解決了薄膜制造過程中的關(guān)鍵技術(shù),并成功的用該薄膜制造了薄膜型InSb磁阻型元件。

二、InSb薄膜制備工藝

(一)基底和基底絕緣層制備

不管選用磁性基底還是非磁性基底材料,都要經(jīng)過切、磨、拋使其厚度和表面的平整光亮程度符合工藝要求,因為基底表面的平整光亮程度直接影響InSb薄膜的性能特性,所以對基底的磨拋要求很高,其表面一定要平整光亮如鏡。磨拋好的基片表面還需要形成一層高絕緣,高致密的介質(zhì)薄膜,以防止蒸鍍InSb時基底中的元素向InSb中擴(kuò)散而影響薄膜的性能,另外基底與InSb薄膜之間絕緣與否將直接影響以后制作出的InSb霍爾元件的性能好壞。目前使用最廣泛的制備絕緣膜層的方法是采用低壓化學(xué)氣相沉積方法在硅片或鐵氧體基片上生長SiO2膜,用此方法制得的介質(zhì)薄膜即平整有光亮,厚度只需1um就可以滿足DC100V時絕緣電阻大于1M歐姆的技術(shù)要求。同時該介質(zhì)膜絕緣性、致密性好,與基片及InSb薄膜的熱性能匹配良好。

(二)InSb薄膜層的制備

目前,InSb薄膜的制備方法有真空蒸鍍法(包括閃蒸法)、分子束外延法(MBE)、有機(jī)金屬外延法(MOCVD)、磁控濺射法、電子束蒸鍍法、離子束薄膜淀積技術(shù)等。

其中真空蒸鍍法是國內(nèi)外運用最廣泛也最具代表性的方法。利用真空鍍膜技術(shù),可以實現(xiàn)玻璃基片上制得電子遷移率為40000cm2/V.S的InSb薄膜;在氮氣、氦氣等保護(hù)性氣氛下,通過對InSb薄膜的兩個階段的熱處理過程可以獲得電子遷移率為40000cm2/V.S的InSb薄膜,利用真空下氬氣保護(hù)液相重結(jié)晶的方法對InSb薄膜進(jìn)行熱處理,可以使電子遷移率提高到4.47×104cm2/V.s。

目前的InSb薄膜工藝技術(shù)研究解決了用In、Sb單質(zhì)蒸鍍工藝,在磁性和非磁性基底上替代InSb單晶蒸鍍制作多晶膜的工藝技術(shù),降低了成本,提高了成品率。工藝采用三溫區(qū)法,控制兩個蒸發(fā)源和基底的溫度,使成膜后Sb的分子濃度較低,即處于富In狀態(tài)。在熱處理過程的后半部分,由于共晶點的退化,會析出In固相,因此得到Insb-In共晶體。工藝還控制結(jié)晶條件和過程,使得析出的In成為針狀的排列而起到短路電極的作用,提高了靈敏度。同時采用選擇性濕法刻蝕工藝,特別是InSb-Au歐姆接觸膜層的選擇性刻蝕工藝制作電極,工藝成品率達(dá)到70%以上。用該InSb薄膜開發(fā)的InSb霍爾元件已經(jīng)大規(guī)模進(jìn)行批量生產(chǎn)。

(三)InSb薄膜的氧化和熱處理

用熱蒸鍍或是濺射法制備的InSb薄膜,還存在大量的In、Sb兩項單質(zhì),膜的晶粒尺寸很小,且為InSb、In、Sb各相的混合物。為了提高InSb薄膜的電子遷移率,要對所制得的薄膜進(jìn)行熱處理。熱處理的溫度非常關(guān)鍵,過去對InSb的熱處理怕重熔后InSb的再次揮發(fā),一般選擇熔點下的某一溫度。目前的處理工藝是先將真空中蒸鍍好的InSb薄膜表面氧化,使之表面形成一層In2O3鈍化膜,用來保護(hù)InSb膜在熱處理過程中不被氧化,并防止熱處理過程中Sb的揮發(fā);然后將氧化過的InSb薄膜置于管式加熱爐內(nèi),在高于InSb熔點的某一溫度范圍內(nèi),在Ar等惰性氣體保護(hù)性氣氛下或是真空條件下對InSb薄膜進(jìn)行熔融熱處理,以便徹底改變蒸發(fā)過程中使InSb薄膜縱向分布不均勻而造成的富Sb、InSb、In多層結(jié)構(gòu),使之形成理想的InSb化合物多晶薄膜。而且通過恰當(dāng)?shù)奶幚頃r間還可以使InSb的晶粒進(jìn)一步長大,提高結(jié)晶性能,提高InSb薄膜的純度,減小晶粒效應(yīng),從而提高其電子遷移率。

三、InSb薄膜的分析及在磁阻元件中的應(yīng)用

(一)InSb薄膜的分析

對InSb薄膜的表面形貌分析主要由能將微細(xì)物相放大成像的顯微鏡來完成。目前一些顯微鏡,如掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)場離子顯微鏡(FIM)等都已達(dá)到原子分辨能力,可直接觀察到InSb表面原子的排列。In Sb薄膜成分分析包括測定其元素組成,化學(xué)態(tài)及元素的分布。主要方法有俄歇電子能譜(AES)、X射線光電子能譜(XPS)、電子探針分析(EMA)、二次離子質(zhì)譜等。分析insb薄膜的結(jié)構(gòu)大多科研機(jī)構(gòu)主要采用X射線衍射的方法,對薄膜的原子排列、晶胞大小、晶體取向、結(jié)晶對稱性等進(jìn)行分析。

(二)InSb薄膜在磁阻元件中的應(yīng)用前景

InSb薄膜是一種III-VI族化合物半導(dǎo)體薄膜,是目前電子遷移率最高的一種薄膜半導(dǎo)體材料,用該薄膜制做的InSb霍爾元件是磁敏傳感元件中靈敏度最高的,也是磁敏傳感元件中用量最大的一種。主要用于電腦、錄像機(jī)、VCD、DVD、汽車、散熱風(fēng)扇等產(chǎn)品中的無刷直流電機(jī)上。同時,半導(dǎo)體磁阻型傳感器廣泛應(yīng)用于自動控制、測量等領(lǐng)域,如轉(zhuǎn)速傳感器,電流傳感器,位置傳感器和圖像識別傳感器等,而高靈敏度半導(dǎo)體磁阻元件是這種磁阻傳感器的核心部件。因此,具有較高電子遷移率和良好的磁阻特性的InSb薄膜已成為制作半導(dǎo)體磁阻型傳感器的關(guān)鍵,具有廣闊的市場前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

參考文獻(xiàn):

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[2]于映,陳抗生. 真空分層蒸鍍InSb薄膜的研究[J].真空電子技術(shù),1995,(4)

第6篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

早期的led主要用于做指示燈。它的發(fā)光強(qiáng)度不高,一般小于1mcd,高的也僅幾個mcd;另外,發(fā)光效率也不高,一般小于0.21m/w,其功率僅幾十mw到上百個mw(屬于小功率led)。本文就從發(fā)光強(qiáng)度提高說起。

發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率的提高

作為指示燈方面的應(yīng)用,有幾個mcd的發(fā)光強(qiáng)度也可以了,但由led組成的數(shù)碼管或字符管則顯得亮度不足,若要用于戶外作信號或標(biāo)志顯示,則其亮度太低,不能滿足使用的要求。所以led的主要發(fā)展方向是提高發(fā)光強(qiáng)度(也就是一般所指的提高亮度)。

隨著半導(dǎo)體材料及半導(dǎo)體工藝技術(shù)、設(shè)備的發(fā)展,led的亮度不斷提高,開發(fā)出高亮度及超高亮度led,并且不斷創(chuàng)造新記錄。

筆者用現(xiàn)有的led資料,以中5標(biāo)準(zhǔn)封裝、發(fā)紅光、視角差不多的led為例,以不同的生產(chǎn)年份的發(fā)光強(qiáng)度來說明led發(fā)光強(qiáng)度提高的情況,如表1所示。

從表1可以看出,近30年led的發(fā)光強(qiáng)度提高了8000倍左右。1969～1987年led的發(fā)光強(qiáng)度是很低的,發(fā)展很慢,但1994～2005年led的亮度有很大的發(fā)展。表1中列出的并非發(fā)光強(qiáng)度最高的。例如,在gaas的襯低上采用ailngap工藝技術(shù)制成的φ5、紅光led,在小視角4°、50ma工作電流時,其典型發(fā)光強(qiáng)度為20000mcd。

led另一個重要性能指標(biāo)是發(fā)光效率η,用1m/w來表達(dá)。各年份生產(chǎn)的led發(fā)光效率如表2所示。

從表2可以看出,這30多年來,led的發(fā)光效率提高了250倍以上。1970-1990年led發(fā)光效率提高較慢,1990-2005年則提高較快。例如,cree公司生產(chǎn)的lw白光ledxl7090wht,其發(fā)光效率可達(dá)601m/w。

xl7090wht是超高亮度、小尺寸封裝的白光led。xl7090wht的發(fā)光強(qiáng)度大,電流350ma時的典型光通量為601m,在瞬態(tài)脈沖電流700ma時典型光通量可達(dá)981m,而目前一般1w白光led的光通量為30～45lm),xl7090wht的發(fā)光效率高達(dá)601m/w,視角寬達(dá)100°,封裝尺寸僅為9mmx7mmx4.3mm,工作溫度范圍是-20~+80℃。

由于xl7090wht發(fā)光強(qiáng)度大、發(fā)光效率高,因此它適用于家庭、商業(yè)或公共場所明、dvd、筆記本電腦、電視機(jī)的彩色顯示屏的背光,廣告燈、路燈及標(biāo)志燈,汽車及運輸工具的內(nèi)外照明及數(shù)碼相機(jī)的閃光燈等。

從表1和表2也可以看出,led的發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率的提高主要取決于采用的半導(dǎo)體材料及其工藝技術(shù)的發(fā)展。早期的led主要用gaas、gap(二元素半導(dǎo)體材料)和gaasp(三元素半導(dǎo)體材料),1994年左右采用aiingap(四元素半導(dǎo)體材料)后,其發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率有很大的提高。另外,在工藝技術(shù)上采用在gaas襯底上用ailngap材料生產(chǎn)的紅光、黃光led及在sic襯底上用ingan材料生產(chǎn)的綠光、藍(lán)光led,在發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率上有較大的改進(jìn)。

led的功率提高

我們知道led的發(fā)光強(qiáng)度與正向電流if,幾乎成線性關(guān)系,即增加正向電流if可增加發(fā)光強(qiáng)度。但led有一個最大功耗pd值的限制,pd=vfxif(vf為正向壓降),若過大地增加if而使pd超過最大值時,led會過熱而損壞。為了要提高發(fā)光強(qiáng)度,開發(fā)出中功率led(一般為幾百mw),其工作電流也提高到70ma。近年來,為進(jìn)一步提高發(fā)光強(qiáng)度,開發(fā)出大功率led,其功率一般為1～10w(有一些還大于10w)。它的工作電流一般為350～700ma,有些可達(dá)1a以上。

以americanoptoplusled公司生產(chǎn)的5w的pu-5wxx系列為例,在700ma電流下,其結(jié)溫了tj為25℃,其典型發(fā)光強(qiáng)度如表3所示(大功率led的發(fā)光強(qiáng)度用光通量表示)。從表3可以看出,除藍(lán)光led的發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率較低外,其他發(fā)光顏色的發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率都相當(dāng)高。

早期生產(chǎn)的led是小功率的(幾十至上百mw),現(xiàn)在已能生產(chǎn)大于10w的大功率led,在功率上增加了100倍以上。

雖然說小功率led與大功率led的發(fā)光效率是差不多的,但lumileds公司的研究表明,大功率白光led比φ5白光led的壽命更長。另外,采用很多小功率白光led組成的燈泡可靠性也差一些,燈泡體積也較大。例如,用1w白光led做成燈具,其尺寸為50.8mmx50.8mmx7.1mm,而采用φ5白光led來做,其體積則要大得多。但目前大功率led投產(chǎn)時間不長,價位較高,所以目前大部分led燈泡仍是用小功率led做的。

白光led的誕生是個突破

白光led是led家族中最后一個問世的,它的誕生是led生產(chǎn)中一個重要的突破,它將成為新的照明光源。

白光是復(fù)合光,可以用紅、綠、藍(lán)(r、g、b)三基色led混合成白光,1995年前后生產(chǎn)的一種集成led白光燈(或稱全色led燈)由2個高亮度藍(lán)光led、15個綠光led及5個紅光led組成。這種白光led燈尺寸大、白光純度不高、發(fā)光效率也不高。但這種三基色燈用單片機(jī)來控制可發(fā)出七色光及白光的變色燈,可用于娛樂場所,增加節(jié)日氣氛。另外,采用rgb三種管芯組成的rgbled常用于手機(jī)的變色背光。

采用r、g、b三色led可以組成彩色led顯示屏的像素,用它組成彩色led顯示屏。

在上世紀(jì)末,可能受熒光燈的啟發(fā),開發(fā)出在高亮度藍(lán)光led管芯上加一層熒光粉,用藍(lán)光激發(fā)熒光粉發(fā)出白光的白光led。采用不同的熒光粉,可發(fā)出冷白光(色溫為4500～10000k)及暖白光(色溫為2850～3800k)的白光led。目前,白光led的發(fā)光效率大都已超過301m/w,某些產(chǎn)品已超過501m/w的水平。它給用于照明的led

燈泡創(chuàng)造良好的條件。

在2005年開發(fā)出無熒光粉的、φ5、透明樹脂封裝的白光led。該白光led采用藍(lán)寶石(al2o3)為襯底,采用ingan工藝技術(shù)制成。在if為20ma時,發(fā)光強(qiáng)度為700～1200mcd。

白光led照明燈泡

近年來,led的發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率迅速提高、發(fā)光顏色齊全、功率增加、成本降低,給開發(fā)各種功能的led燈泡及燈具創(chuàng)造了極好的條件,也給二次開發(fā)led產(chǎn)品創(chuàng)造良好的機(jī)會。例如,現(xiàn)在的城市交通信號燈及標(biāo)志燈采用led替代了傳統(tǒng)的白熾燈,不僅節(jié)省大量的電能,而且無須經(jīng)常更換損壞的白熾燈:五彩繽紛的各種led裝飾燈,給城市夜景打扮得五光十色,廣場上的超大屏幕的彩色led顯示屏讓全世界的球迷過足了癮。

本文將介紹以下幾種白光led燈的應(yīng)用及發(fā)展,包括彩色lcd的背光照明燈、閃光燈及家用led照明燈,它們最大的特點是節(jié)電和壽命長。

1彩色lcd的背光照明

由于白光led作背光時電路比用ccfl簡單且尺寸小,所以在手機(jī)、pda等小屏幕彩色lcd中都采用白光led作背光照明。過去認(rèn)為白光led只適用于小面積的彩色lcd顯示屏,但近年來,隨著led性能的提高,它不僅用于小尺寸led屏幕,現(xiàn)已用于5英寸、7英寸dvd、gps的顯示屏上,并發(fā)展到12英寸筆記本電腦及電視機(jī)的背光照明。

2閃光燈

數(shù)碼相機(jī)正逐漸替代用膠卷的相機(jī),在數(shù)碼相機(jī)中采用超高亮度的白光led替代了傳統(tǒng)的氙燈。采用超高亮度的白光led作閃光燈不僅電路簡單、尺寸小、耗電省,而且無須充電時間。例如,前面提到的1w白光ledxl7090wht,它在用作閃光燈時,700ma的脈沖電流時其典型光通量為981m。

3家用led照明燈

目前家用照明燈主要是白熾燈、熒光燈(日光燈)及節(jié)能熒光燈。白光led燈泡與熒光燈、節(jié)能熒光燈、白熾燈泡在發(fā)光效率及平均壽命上的比較如表4所示。

從表4可知,白光led燈泡的發(fā)光效率高于白熾燈泡,但低于熒光燈及節(jié)能熒光燈。白光led的平均壽命最長的,比節(jié)能熒光燈高8倍,比白熾燈高33倍多。

目前國內(nèi)已能生產(chǎn)1～3w由φ5白光led組成的白光led燈泡(外形與白熾燈泡相同,球形外殼用透明塑料做成,直徑約60mm,燈頭用e27螺紋燈頭),其發(fā)光效率η超過351m/w。2～3w的白光led燈泡亮度與25w白熾燈泡差不多。另外,目前也能夠生產(chǎn)出12w白光led的日光燈管,其光通量超過5001m,發(fā)光效率超過401m/w。這兩種白光led做成的燈壽命都超過50000h。這兩種燈都是用超高亮度φ5小功率白光led做成,目前售價較高,且尚未上市。

算一筆節(jié)電帳及經(jīng)濟(jì)帳

白光led做成的照明燈節(jié)能、長壽命。筆者將發(fā)光亮度相差不多的三種燈在使用中作了節(jié)電上及經(jīng)濟(jì)上的比較。這三種燈分別是3w的白光led燈泡、5w的節(jié)能熒光燈和25w的白熾燈泡。這三種燈都采用220v市電供電。在計算中,3w的白光led燈泡按5w計算(其中有2w是ad/dc及驅(qū)動電路的損耗),5w的節(jié)能熒光燈按7w計算(2w是自鎮(zhèn)流及電路的損耗)。這里要說明的是3w白光led燈泡及5w節(jié)能熒光燈的生產(chǎn)工廠并沒有給出這種損耗值,2w是筆者估算的。計算的結(jié)果如表5所示。

從表5可知,從節(jié)電的方面來比較,同樣使用了50000h,白熾燈要用1250度電,而3w的白光led燈只要250度電,相差1000度電。如果全國有1億只3w白光led燈替代了25w白熾燈泡,則在50000h的使用時間中可節(jié)省1000億度電。另外,從經(jīng)濟(jì)方面來比較,用1個3w白光led燈點了50000h,總的花費是209元,若用25w白熾燈泡需花費688.4元,相差479.4元。

結(jié)束語

第7篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

過去幾年中全球IC產(chǎn)業(yè)一直處于優(yōu)質(zhì)發(fā)展態(tài)勢，不僅產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)定，而且增長迅速，隨著制造業(yè)大規(guī)模向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移，中國也順利成章地成為IC產(chǎn)業(yè)的消費制造集中地。分析機(jī)構(gòu)指出，2010年，整個遠(yuǎn)東地區(qū)（不含日本）IC市場規(guī)模將占全球60%，市場規(guī)模達(dá)到2794億美元，中國將占其中的50%以上；到2012年，整個遠(yuǎn)東地區(qū)的IC市場規(guī)模將達(dá)到3342億美元，占全球市場份額2/3。實際上，2007年中國IC市場發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期的650億美元，據(jù)工信部統(tǒng)計，2007年，中國集成電路進(jìn)口額達(dá)到1284億美元，其中約70%以上用于出口產(chǎn)品加工，已經(jīng)占據(jù)全球市場的34%。而同期石油進(jìn)口為862億美元，農(nóng)產(chǎn)品411億美元，鐵礦砂為308億美元，集成電路的進(jìn)口額分別是石油的1.5倍、農(nóng)產(chǎn)品3.1倍、鐵礦砂的4.2倍。我國已經(jīng)成為全球最大的IC貿(mào)易國。使用這些IC制造的各式電子產(chǎn)品2007年實現(xiàn)銷售額約8000億美元，以銷售額排名、前4位分別是手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、平板電視、筆記本電腦。其中3件屬于消費電子產(chǎn)品，可見消費電子仍是IC產(chǎn)業(yè)的主要推動力。

回顧過去20年半導(dǎo)體IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈從最初的垂直整合到現(xiàn)在的水平整合軌跡清晰。一方面，隨著競爭的加劇，產(chǎn)品利潤下降，IC產(chǎn)業(yè)開始大規(guī)模重組整合，2006年-2007年，合并、收購、重組的新聞不絕于耳。飛利浦半導(dǎo)體被私募基金105億美元收購就是很鮮明的例子;另一方面，制造工藝不斷演進(jìn)，從90nm、65nm、45nm到未來的32nm、22nm，使得一些原本擁有雄厚實力的芯片設(shè)計公司放棄了IC制造封測的環(huán)節(jié)，比如TI在前不久就宣布32nm之后將不再涉足IC制造，到了32nm、22nm階段，垂直整合型的IC制造公司可能只會剩下Intel一家。現(xiàn)在，中國已經(jīng)成為全球最大的集成電路的市場，份額進(jìn)一步的擴(kuò)大，雖然在IC設(shè)計領(lǐng)域我國還十分薄弱，但是IC產(chǎn)業(yè)無疑是我國對外貿(mào)易的支柱產(chǎn)業(yè)之一。中國是全球集成電路產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的目的地，全球范圍來看，芯片制造將向少數(shù)大廠集中，F(xiàn)abless而將成為主要的商業(yè)模式。

集成電路技術(shù)發(fā)展驅(qū)動力的變遷

20世紀(jì)60年代，戈登?摩爾提出了著名的“摩爾定律”。直到現(xiàn)在，這一定律都在見證半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。由于晶體管特征尺寸的減小，可以帶來集成電路密度和性能上的提高，以及分?jǐn)傇趩卧δ苌铣杀镜南陆?。因此，自集成電路誕生之日起，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競爭就始終聚焦在加工尺寸的微細(xì)化上。自從上世紀(jì)80年代，CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝成為主流工藝技術(shù)之后，CMOS一直捍衛(wèi)著摩爾定律。然而，芯片的進(jìn)一步小型化遇到越來越多的技術(shù)局限。在傳統(tǒng)硅芯片技術(shù)上所能取得的進(jìn)步受到物理法則的限制也越來越嚴(yán)重，隨著集成電路的主流加工工藝進(jìn)入納米級(

CMOS工藝遵循等比例縮小的原則，其特征尺寸已從20世紀(jì)50年代初期的約125μm進(jìn)化到現(xiàn)在的90nm技術(shù)代，在集成電路工業(yè)大生產(chǎn)中獲得了巨大成功。然而，當(dāng)器件特征尺寸縮小到65nm技術(shù)以后，繼續(xù)縮小加工尺寸將遇到一系列器件物理的限制和互連問題的嚴(yán)重影響：從器件角度看，納米尺度CMOS器件中的短溝效應(yīng)、強(qiáng)場效應(yīng)、量子效應(yīng)、寄生參量的影響、工藝參數(shù)漲落等問題對器件泄漏電流、亞閾值斜率、開態(tài)/關(guān)態(tài)電流等性能的影響越來越突出，電路速度和功耗的矛盾也將更加嚴(yán)重。隨著集成度和工作頻率增加，功率密度增大，導(dǎo)致芯片過熱，可引起電路失效。另一方面，進(jìn)入納米尺度后，互連電阻及互連電容不僅對電路速度的影響更為明顯，而且會對信號完整性產(chǎn)生影響，逐漸成為影響電路最終性能的重要因素。

將CMOS技術(shù)推到現(xiàn)在的極限上，現(xiàn)在的技術(shù)或者工藝和材料都要發(fā)生巨大的變化，需要很多的努力，目前科學(xué)家們正在努力，前景不可預(yù)知。然而，就IC產(chǎn)業(yè)來講，CMOS工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)接近極限能夠繼續(xù)維持對收益的貢獻(xiàn)嗎？我們來看表4、5

從晶圓的價格表中，我們可以很清楚地看到，當(dāng)IC制造工藝從130nm轉(zhuǎn)為90nm的時候，成本成本可以降低33%，到65nm成本可以下降25%，但是再往后，工藝的進(jìn)步對成本的貢獻(xiàn)就大幅下降，到22nm功率時，成本僅僅比32nm下降了3.3%，幾乎沒什么貢獻(xiàn)！此外，從晶體管的密度來看，130nm～22nm，每平方毫米晶體管的平均數(shù)量，從94K增加到1566K，這是一個很驚人的密度，但與此同時晶體管的利用率卻在下降，從86%下降到了51%。那么問題出來了，CMOS工藝技術(shù)進(jìn)步使成本下降幅度有限，同時晶體管的利用率在下降，那么等比例縮小的經(jīng)濟(jì)價值體現(xiàn)在什么地方呢？與此同時，IC設(shè)計業(yè)者也明顯發(fā)現(xiàn)，伴隨著IC制造工藝的進(jìn)步，在IC設(shè)計制造過程中，制造、封測的成本在緩慢下降，但是研發(fā)成本在不斷上升，從130nm～22nm，IC設(shè)計成翻了一倍。這將使得設(shè)計工具和設(shè)計人員變得越來越重要，系統(tǒng)設(shè)計人員的理念也將因此而發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變。

由此可見，在未來的十幾年中，技術(shù)儲備將能夠保證摩爾定律繼續(xù)前進(jìn)，但是工藝進(jìn)步、功耗的降低對IC產(chǎn)品成本的貢獻(xiàn)將變得越來越有限，雖然新工藝、更窄的線寬是惹眼的賣點，但不要對新工藝的附加價值報太大期望。研發(fā)成本將占到銷售額的30%，這使得創(chuàng)新的架、具有創(chuàng)新精神的IC設(shè)計人員與和創(chuàng)新的IC設(shè)計工具變得尤為重要。

低功耗設(shè)計需要EDA工具的全力配合

1984年出現(xiàn)第一個商用的設(shè)計IC的EDA工具

1986年出現(xiàn)第一個真正意義上商用EDA工具供應(yīng)商Tangent

1988年Cadence公司成立，不久以后收購Tangent

20世紀(jì)80年代末期到90年代初，工藝慢慢過度到0.75μm，Cadence開始迅速增長，同時Biopolar工藝開始接近極限，CMOS工藝展露嶄露頭角，在0.35μm工藝時期，Cadence在EDA設(shè)計工具領(lǐng)域占有絕對優(yōu)勢

20世紀(jì)90年代中期，隨著PC的迅速發(fā)展，CMOS工藝開始朝向0.35μm發(fā)展

Arcsys（就是后來的Avant）、Synopsys公司相繼出現(xiàn)，開始在0.35μm～0.25μm工藝領(lǐng)域發(fā)力

Cadence和Avant公司開始了長期的專利訴訟（最終勝訴），但在0.25μm工藝階段，Cadence市場份額大幅下滑

世紀(jì)交替之初，工藝過度到0.18μm，Magma公司出現(xiàn)，很大程度上是因為該公司在Timing-Driven Layout技術(shù)方面占據(jù)領(lǐng)先。

早期的IC設(shè)計EDA工具基本圍繞著Palace & Route發(fā)展，隨著工藝的進(jìn)步，Timing & Verification、RET/DFM都在影響著今天的IC設(shè)計。消費電子產(chǎn)品成為IC設(shè)計的新驅(qū)動力已經(jīng)獲得廣泛共識，這使得功耗問題和產(chǎn)品上市時間成為困擾設(shè)計人員的最主要問題，實際上，今天面臨的問題與上世紀(jì)80、90年代交替時遇到的問題相似，功率密度不能有效控制導(dǎo)致工藝停滯不前，迫使業(yè)界從Biopolar技術(shù)向CMOS工藝轉(zhuǎn)移。而今天面對同樣的工藝問題，在目前還沒有一個可替代的技術(shù)的情況下，EDA設(shè)計工具將扮演非常重要的角色，現(xiàn)在的EDA工具很大程度上仍然圍繞在Palace & Route這一問題附近，如果要進(jìn)一步降低IC的功耗，就需要在更高的設(shè)計鏈層面進(jìn)行綜合考慮，從這點上說EDA工具需要有長足的進(jìn)步。盡管針對低功耗和快速上世需求的EDA工具、解決方案不斷推出，但是核心問題――低功耗設(shè)計在EDA層面仍然有許多工作要做。

盡管從全球范圍來看半導(dǎo)體工藝和技術(shù)的演進(jìn)腳步有暫時放緩的跡象、次貸危機(jī)延長了產(chǎn)業(yè)調(diào)整的周期，但是換一個角度來考慮，這不正是我國IC設(shè)計業(yè)者的一次機(jī)會嗎？一方面巨大的需求和產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移使得本土IC設(shè)計業(yè)者能夠更加貼近客戶，另一方面，EDA設(shè)計工具的緩慢發(fā)展和芯片設(shè)計成本的上升，給了設(shè)計人員展示自己的更大舞臺。本土設(shè)計人員可以藉此機(jī)會消化、吸收先進(jìn)的設(shè)計思想，掌握先進(jìn)的設(shè)計工具，拉近與其他競爭對手的差距，提高我國的IC設(shè)計水平。早日把我國從IC消費大國變成IC設(shè)計、消費大國。

新聞

捷碼科技推出自動平面布局綜合產(chǎn)品Hydra

第8篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

關(guān)鍵詞碳化硅；半導(dǎo)體；材料；技術(shù)；工藝；發(fā)展；

中圖分類號：TQ163+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，宇脫國防,是有勘探等領(lǐng)域?qū)Π雽?dǎo)體電子器件提出了極為嚴(yán)格的要求，開發(fā)研制高溫、高頻、高功率、高耐壓及抗輻射等新型半導(dǎo)體器件成為日益緊迫的問題.目前，半導(dǎo)體行業(yè)中常用的Si材料由于本身條件的限制，對上述要求難以勝任;而作為N-N族二元半導(dǎo)體材料的SiC具有較大的熱導(dǎo)率、高臨界擊穿電場、寬禁帶、高載流子遷移率等特點，越來越引起人們的重視.國外現(xiàn)已研制出多種SiC器件.特別是在高沮功率器件方面，所制備的SiC MC3SFET等器件的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出同類Si器件.目前已有SiC藍(lán)色發(fā)光器件作為商品出售.隨著SiC單晶生長技術(shù)和薄膜生長技術(shù)的突破，SiC材料在研制高溫、高頻、大功率、抗輻射半導(dǎo)體器件方面受到極大關(guān)注，并加速了該領(lǐng)域的發(fā)展步伐.近兩年來，國際上已掀起了對SiC材料及器件研究的熱潮。

一、半導(dǎo)體材料的特征

半導(dǎo)體材料在自然界及人工合成的材料中是一個大的部類。顧名思義，半導(dǎo)體在其電的傳導(dǎo)性方面，其電導(dǎo)率低于導(dǎo)體，而高于絕緣體。它具有如下的主要特征。（1）在室溫下，它的電導(dǎo)率在103—10-9S/cm之間,S為西門子，電導(dǎo)單位，S=1/r(W. cm) ；一般金屬為107—104S/cm,而絕緣體則

二、晶體生長

SiC具有同質(zhì)異型體的特點，其每一種晶體結(jié)構(gòu)都有著自己獨特的電學(xué)及光學(xué)性質(zhì).表1給出了常見的幾種具有不同晶體結(jié)構(gòu)的SiC的電學(xué)特性與硅及砷化稼的比較.在許多器件應(yīng)用中，SiC的高擊穿電場(比硅的5倍還大、寬的禁帶寬度吸大于硅的2倍、高載流子飽和漂移速度(是硅的2倍)以及大熱導(dǎo)率(大于硅的3倍)將充分發(fā)揮器件的應(yīng)用潛力。

盡管許多年以前人們就已經(jīng)知道了SiC的一些潛在的優(yōu)良電學(xué)特性，但由于材料生長的原因，直到現(xiàn)在還不能將這些特性充分應(yīng)用到器件或集成電路中去.目前通過改進(jìn)型Lely升華的方法得到了大面積重復(fù)性好的&H-SiC單晶,1989年2. 54 cm的6H-SiC單晶片首先商業(yè)化，此后SiC半導(dǎo)體器件技術(shù)得到迅猛發(fā)展。

在眾多的SiC晶休結(jié)構(gòu)中，4H-sic和6H-S〔由于其單晶生長工藝的成熟性以及較好的重復(fù)性，使它們在電子器件中應(yīng)用比較廣泛.市場上可得到的4H或8H SiC晶片的直徑已經(jīng)達(dá)到4.445 cm，具體價格根據(jù)其規(guī)格的不同從800 -2 000美元/片不等，這些產(chǎn)品主要來自于美國的Cree公司.如果晶片的價格有所下降，將會更加促進(jìn)SiC技術(shù)的發(fā)展.另外，Westinghouse公司在SiG材料方面也取得了一些可喜的成果:他們成功地制備了半絕緣SiC晶片，其室溫下的電阻率大于10Ωcm，并首次得到7. 82 cm的SFC晶片。

4H-S iC的載流子遷移率較8H-SiC.的要高，這使其成為大多數(shù)SiC器件的首選材料. 8H-SiG本身固有的遷移率各向異性使之在平行于G軸方向?qū)视兴陆?，?dǎo)致縱向MOSFET功率器件多選用4H-SiC.為減小縱向MOSFET功率器件中襯底寄生電阻，目前4H-SiC電阻率可達(dá)到0.0028dΩcm.4H-SIG的高遷移率掩蓋了利用8H-SiG為襯底進(jìn)行同質(zhì)外延而生成3G-SiG薄膜所帶來的優(yōu)點。

目前影響SiG電子器件實現(xiàn)的首要因素之一就是控制生長高質(zhì)量的SiC外延薄膜.在SiC電子器件的實現(xiàn)過程中，控制生長高質(zhì)量的外延層是關(guān)鍵的一步、目前，化學(xué)氣相淀積技術(shù)可滿足制備重復(fù)性好的外延層及批t生產(chǎn)這兩方面的需求.為了減少由于晶格失配、熱膨脹系數(shù)不同所帶來的缺陷等間題，生長時選用SiC基片.首先要拋光SiC基片使其表面偏離(0001)基面3 ^4度，這將使外延層中原子堆垛順序與SiC襯底內(nèi)的原子堆垛順序相同.同時，為得到N 型外延層，可在反應(yīng)氣體中加人氮氣(N2);而P型則加入三甲基鋁或三乙基鋁.如果在今后的工作中能夠很好地解決在大面權(quán)Si上異質(zhì)外延生長低塊陷的3GSiC薄膜的問題。那么3C-SiC必將在以后的SiG器件和集成電路中發(fā)揮越來越重要的作用。

隨著從SiC器件向著SiC集成電路的發(fā)展，SiC外延層的均勻性和外延層表面形態(tài)的好壞也越來越重要.目前，商業(yè)上SiC外延層厚度的容差為士25%，而研究人員報道了修雜均勻性為士20%厚度均勻性容差為士7%的大于5. 08 cm的SiC基片.對于所有的SiC同質(zhì)外延層，目前均為觀察到具有十分理想的表面形貌、據(jù)預(yù)側(cè)，借助于精密的CVD反應(yīng)裝置、日益成熟的反應(yīng)條件，在不遠(yuǎn)的將來這些問題都會迎刃而解、

三、分立器件

近幾年來，在一些文獻(xiàn)中相繼報道了許多SiC器件模型，其中的一些已經(jīng)進(jìn)人商品市場.藍(lán)色發(fā)光二極管是首次進(jìn)人商業(yè)領(lǐng)域的SiC器件，而小信號二極管、結(jié)型場效應(yīng)晶體管(工作溫度大于350℃)以及紫外光敏管也正逐步商品化。到目前為止，對于像金屬化、離子注人、表面鈍化、氧化及刻蝕等這些基本的器件工藝技術(shù)只進(jìn)行了有限的研究工作(因此SiC器件均未采用優(yōu)化的器件設(shè)計和工藝流程).

第9篇：半導(dǎo)體工藝技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：太陽能；PV；多晶硅；太陽能電池

隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，光電將成為一種可行的能源，同時在價格上相比傳統(tǒng)能源也極具競爭力?？稍偕茉吹闹匾匀找嫱癸@，這源于人們希望減少二氧化碳排放以及對化石類能源強(qiáng)烈的依賴性的迫切需求。光電技術(shù)蘊(yùn)含著巨大的環(huán)境效益和政治利益。光電是唯一一種能夠滿足全球長期能源需求又不會排放溫室效應(yīng)氣體的能源技術(shù)。到達(dá)地球表面的這一部分太陽光提供的能量相當(dāng)于目前全球能源需求的1萬倍。而且，我們幾乎隨處都可以使用太陽能。平均而言，地球上暴露在太陽光下的每一平方米面積每年都能夠接收到1700kWh的能量。據(jù)歐洲能源研究中心預(yù)測，到2050年，太陽能電池將為人類提供總電能需求的20％～30％。

但是，PV(Photovdtaics，光伏)技術(shù)的-成本仍然高于傳統(tǒng)電網(wǎng)能源的成本，而且需要占用很大的空間來發(fā)電。雖然來自于太陽的能量非常豐富，但是卻非常分散，利用太陽能發(fā)電需要很大面積的硅光板。太陽的能量是免費的，但是將其能量轉(zhuǎn)換成電能卻不是免費的。高成本依然是太陽能開發(fā)利用的最大問題。相比住宅用電的價格，太陽能電力的費用平均要高2～5倍。但是，隨著關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，太陽能發(fā)電的成本也不斷降低。太陽能電池模塊的價格已經(jīng)從1982年的峰值功率每瓦27美元降低到今天的每瓦4美元。此外，由于很多國家推出了強(qiáng)制上網(wǎng)電價(一種政府承諾以預(yù)定價格購買PV電能的補(bǔ)貼)，全球太陽能發(fā)電量在過去5年內(nèi)以每年50％以上的速度快速增長，并有望繼續(xù)高速增長。

根據(jù)地球政策研究會(Earth：PolicyInstitute)―一個旨在推動可持續(xù)發(fā)展技術(shù)的國際化組織的研究結(jié)果，在過去15年內(nèi)，光電模塊的價格降低了一半：從1990年的每瓦7.47美元，降低到2006年的每瓦3.84美元。根據(jù)這一趨勢，太陽能發(fā)電的成本應(yīng)該在2012年達(dá)到與傳統(tǒng)發(fā)電成本相同的水平，這要歸功于多種因素的綜合作用，包括硅光板成本的降低、太陽能電池模塊轉(zhuǎn)換效率的提高、大規(guī)模節(jié)能措施的推廣以及化石類燃料(如天然氣和汽油)成本的增加。由于需求量的增加，太陽能發(fā)電的成本將在2010年降低到每瓦2美元。

在高經(jīng)濟(jì)回報的吸引之下，越來越多的公司正在涉足光伏(PV)市場。全球的光電行業(yè)在新的發(fā)電設(shè)備與技術(shù)改造方面正加大投資。光電領(lǐng)域飛速發(fā)展的一個明顯跡象出現(xiàn)在2006年，這一年，全球生產(chǎn)的多晶硅第一次有一半以上被應(yīng)用于光電領(lǐng)域而不是半導(dǎo)體IC生產(chǎn)。其中還包括眾多半導(dǎo)體廠商。例如，半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)用材料組建了一個新的太陽能集團(tuán)SunFab，專門開發(fā)生產(chǎn)太陽能電池和薄膜光電模塊所需的制造工具。此外，賽普拉斯半導(dǎo)體創(chuàng)辦了一個從事太陽能開發(fā)的子公司SunPower；美國國家半導(dǎo)體也開始涉足太陽能市場，最近了幾款能夠增強(qiáng)太陽能電池板效率的芯片。

遍及全球的太陽能市場

太陽能電力市場正逐步走向繁榮。到2006年底，全球太陽能光電(PV)系統(tǒng)累計裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到了6500MW以上，2000年底這一數(shù)字僅為1200MW。根據(jù)美國分析家Solarbuzz觀點，盡管面臨著多晶硅短缺的問題，但是僅在2007年，全球太陽能光電市場的裝機(jī)容量就達(dá)到了2826MW，比2006年增長了62％。這一數(shù)字在2050年將可能增長到6～8GW。在經(jīng)營收入方面，2007年全球PV行業(yè)產(chǎn)值為172億美元，德國咨詢公司Photon Consulting預(yù)測，到2011年這個數(shù)字將超過310億美元。到2030年，每年太陽能電力系統(tǒng)裝機(jī)容量將達(dá)到179GW，電池和模塊的生產(chǎn)實現(xiàn)每年翻一番的發(fā)展速度。

歐洲，尤其是德國在太陽能市場中具有較強(qiáng)的實力，這得益于以強(qiáng)制入網(wǎng)電價為基礎(chǔ)的良好政策，這一政策已經(jīng)成為全球效仿的范例。德國已經(jīng)達(dá)到了1328MW的光電裝機(jī)總量，占全世界裝機(jī)總量的47％。德國國內(nèi)生產(chǎn)的太陽能電池只能滿足50％的國內(nèi)需求，因此德國不得不大量進(jìn)口太陽能電池，主要進(jìn)口來源是亞洲尤其是中國。西班牙是2007年最具活力的太陽能市場，其裝機(jī)容量增長了480％，達(dá)到了640MW。意大利也是一個極具吸引力的市場，當(dāng)?shù)卣Х碌聡哪Ｊ?，為太陽能的?yīng)用提供了補(bǔ)貼。由于意大利的光照水平比德國高1.5倍，而且傳統(tǒng)發(fā)電的成本更高，因此即使沒有政府補(bǔ)貼，太陽能在意大利相比在其他國家有可能更快地凸顯出競爭力。美國市場實現(xiàn)了57％的增長率，達(dá)到了220MW的裝機(jī)容量。這些系統(tǒng)中有大約75％安裝在加州。曾經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位的日本廠商發(fā)展緩慢，總共只有26％的市場份額。相反，2007年中國廠商的市場份額卻從20％增長到35％，今年的太陽能發(fā)電量將超過歐洲和日本。中國市場的增長速度是非常驚人的：2003年，中國的太陽能發(fā)電量只占全球的1％。

太陽能的商業(yè)化應(yīng)用是否取得成功取決于三個判斷標(biāo)準(zhǔn)：效率、使用壽命和成本。與半導(dǎo)體和顯示器行業(yè)一樣，光電電池的制造與它們有很多共同之處，工藝技術(shù)是提高太陽能電池效率確保長期穩(wěn)定的關(guān)鍵。當(dāng)前的光電市場主要由價格昂貴的晶體硅占主導(dǎo)地位，這一局面很快將被成本更低的新工藝技術(shù)所打破。

中國的巨大機(jī)遇

2006年和2007年，歐洲是全球最大的區(qū)域性太陽能光電市場，中國同樣面臨著巨大的機(jī)遇，因為中國存在著龐大的半導(dǎo)體基礎(chǔ)架構(gòu)。今年，中國光電電池的生產(chǎn)規(guī)模超過了德國，在產(chǎn)量方面處于世界領(lǐng)先地位，德國的Q-Ceils和中國無錫尚德分別是處于第二位和第四位的電池生產(chǎn)廠商。江西賽維(LDK)與德國奇夢達(dá)公司簽訂了一份為期5年的合同，將從2009年到2013年向其供應(yīng)裝機(jī)容量約540MW的多晶太陽能晶圓。德國公司Aleo太陽能與孚日集團(tuán)簽訂了合作協(xié)議，打算在中國山東新建一個太陽能模塊生產(chǎn)工廠，以滿足亞洲市場對太陽能模塊不斷增長的應(yīng)用需求。該公司估計，到2012年韓國、日本和中國的市場產(chǎn)值至少將達(dá)到120億美元。意大利PV電池與模塊制造商Silfab公司將向常州的天合光能提供足以在6年內(nèi)生產(chǎn)約225MW太陽能模塊的純多晶硅。

太陽能市場對于中國而言也十分具有戰(zhàn)略意義，到2015年中國將超過美國成為全球主要的CO2排放國。這是中國經(jīng)濟(jì)年均兩位數(shù)驚人增長率的必然結(jié)果。此外，將在2008年8月舉辦的北京奧運會和之后的殘奧會也是推動光電技術(shù)發(fā)展的一次難得機(jī)遇，包括在體育場館和奧運村內(nèi)安裝光電模塊在內(nèi)，中國政府在環(huán)保措施上的投入已經(jīng)超過了

120億美元。例如，豐臺棒球館擁有裝機(jī)容量為27kW的光電系統(tǒng)。即將舉辦田徑項目和足球賽的國家體育場也采用了130kW的光電系統(tǒng)。此外，為奧運村中的路燈供電的電力也來自于太陽能。2008年歐洲足球錦標(biāo)賽也采取了類似的太陽能應(yīng)用措施。安裝在瑞士伯爾尼范可多夫體育場內(nèi)的1.35兆瓦光電系統(tǒng)是迄今為止安裝在大型體育場內(nèi)最強(qiáng)大的光電系統(tǒng)。

現(xiàn)有的與新興的光電技術(shù)

一直以來，晶體硅(c-Si)都被用作太陽能電池中吸收光的半導(dǎo)體材料，但是這種材料吸收光的能力相對較弱，是一種間接禁帶半導(dǎo)體材料。用晶體硅制作太陽能電池板需要相當(dāng)厚的材料：太陽能級晶圓的直徑高達(dá)150mm，厚度需要350微米。但實際情況表明，晶體硅是最便捷的PV技術(shù)，因為借鑒微電子領(lǐng)域的工藝技術(shù)，能夠利用晶體硅制造出穩(wěn)定而高效的太陽能電池。該技術(shù)擁有約90％的市場份額；光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)22％以上。多晶硅(簡稱mcSi或多晶硅)PV單元的轉(zhuǎn)換效率通常更低，這是由于大塊材料中存在的晶界增加了電子一空穴對的復(fù)合，降低了電荷移動性和能量轉(zhuǎn)換效率。

但是，硅電池制造的主流趨勢仍然是采用多晶技術(shù)，因為結(jié)晶硅晶圓的成本非常高，占成品模塊成本的40％～50％。去年，多晶硅的總產(chǎn)量增加了30％，但是它畢竟是一種產(chǎn)量有限的技術(shù)。2007年，有20多家新公司開始生產(chǎn)多晶硅。在中國，多晶硅工廠像雨后春筍一樣涌現(xiàn)，成為一個新的經(jīng)濟(jì)熱點。有20多家公司開始建立多晶硅制造廠。他們生產(chǎn)的多晶硅總產(chǎn)量將達(dá)到商之一英利太陽能公司正力爭在中國保定實現(xiàn)每年3000噸的多晶硅產(chǎn)量。

由Ⅲ-V族元素構(gòu)成的半導(dǎo)體材料是直接禁帶化合物，因此具有最高的轉(zhuǎn)換效率。但是，它們的價格非常昂貴，主要用于衛(wèi)星和軍事應(yīng)用，通常采用光學(xué)聚光和復(fù)雜的跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)40％的轉(zhuǎn)換效率。長期來看，薄膜技術(shù)對于降低太陽能光電系統(tǒng)的成本具有最大的潛力。薄膜太陽能電池中使用的材料，例如碲化鎘(CdTe)和銦化銅(鎵)的二硒化物(CIs或CIGS)都是較強(qiáng)的吸光材料，只需要1μm的厚度。這樣一來，材料成本就可以大大降低了。薄膜太陽能電池也能夠采用非晶硅(a―Si)來制造，非晶硅是第一種實現(xiàn)商用太陽能產(chǎn)品的薄膜材料。這種太陽能電池如果采用非晶體硅基材料或者CdTe和CIGS時，能量轉(zhuǎn)換效率在10％到18％之間。薄膜太陽能電池的產(chǎn)量從2006年的181MW增長到2007年的400MW，增長了一倍多，占據(jù)了約10％的市場份額。這些產(chǎn)品在低功耗(低于50W)和消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。