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宽带隙半导体

【原创好文】拯救摩尔定律,宽带隙半导体表现超越硅(上)

editor Chen /

作者 Landa Culbertson, Mouser Electronics

50多年前硅(Si)集成电路的发明意义重大,为我们当前所享受的现代计算机和电子产品时代铺平了道路。但是正如俗话所说,天下没有不散的筵席,现在存在疑问的是,硅在半导体行业的霸主地位将何时终结?据摩尔定律预测,一个芯片上集成的晶体管数量大约每两年翻一番。对于传统的硅计算来说,摩尔定律不可能无限期持续,主要因为封装如此大量晶体管而导致的散热问题,以及工艺持续缩放而带来泄漏问题。同样,在功率电子领域,为满足市场需求,使用硅的新器件年复一年地实现更大的功率密度和能效,已经越来越成为一个巨大的挑战。从本质上讲,芯片的演进已经接近其基础物理极限。

根据一些专家的说法,留给我们榨取硅潜能的时间只有不到十年了,到时将迎来其理论极限。在计算方面,仍采用了诸多努力,如纳米技术和三维芯片,来延长硅的摩尔定律周期,尽管目前已经有了后硅时代的其它选择:分子计算和量子计算。在功率半导体方面,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN),两者都是宽带隙(WBG)半导体,已经成为进步有些放缓的高功高温硅细分市场的首选方案。