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5G時代喚醒InP/ GaAs,老材料煥發“芯”機

5G時代喚醒InP/ GaAs,老材料煥發“芯”機

2021-05-21 13:08:15 148

化合物半導體材料砷化鎵 (GaAs)和磷化銦(InP)是微電子和光電子的基礎材料,作為第二代半導體材料代表的磷化銦(InP),具有高的電光轉換效率、高的電子遷移率、高的工作溫度、以及強抗輻射能力的特點,廣泛應用在光通信、高頻毫米波、光電集成電路和外層空間用太陽電池等領域。根據Yole測算,2021年全球2英寸InP襯底需求達到約400萬片,4英寸InP襯底需求約105萬片。到2024 年,InP 市場規模將達到1.72 億美元,年復合年增長率為14%。

InP是激光收發器重要的半導體材料,處于產業鏈上游;激光器和接收器是光模塊能進行光電信號轉換的核心器件,處于產業鏈中游;以亞馬遜、微軟為代表的云計算廠商是光通信產業的應用端,處于產業鏈下游。5G 時代光通信行業迎來快速發展,5G 基站網絡結構的變化增加對光模塊的需求,激光器和探測器是光模塊的關鍵光電器件,產能有望擴張,進一步帶動光通信核心半導體材料InP需求的增長。

5G 網絡高頻、高速的特性要求前端射頻組件具備在高頻、高功率下更好的性能表現,從而對其半導體材料電子遷移率和工作溫度等物理性能提出了更高的要求。利用InP制造的信號接收機和放大器可以工作在100GHz以上的極高頻率,并且有很寬的帶寬,受外界影響小,穩定性高。因此InP在5G 時代將成為終端設備以及基站設備前端射頻器件的核心半導體材料,迎來更大市場空間。

砷化鎵則是化合物半導體中最重要、用途最廣泛的半導體材料,也是目前研究得最成熟、生產量最大的化合物半導體材料。由于砷化鎵具有電子遷移率高(是硅的5~6倍)、禁帶寬度大(它為1.43eV,Si為1.1eV)且為直接帶隙,容易制成半絕緣材料、本征載流子濃度低、光電特性好。用砷化鎵材料制作的器件頻率響應好、速度快、工作溫度高,能滿足集成光電子的需要。我們可以利用砷化鎵半導體材料制備微波器件,它在衛星數據傳輸、移動通信、GPS全球導航等領域具有關鍵性作用。砷化鎵半導體材料的一個重要特性是它的光電特性。由于它具有直接帶隙(通過吸收或放出光子能量,電子從價帶直接躍遷到導帶,從而有較高發光效率)以及寬禁帶等結構,它的光發射效率比硅鍺等半導體材料高。它不僅可以用來制作發光二極管、光探測器,還能用來制備半導體激光器,廣泛應用于光通信等領域。此外,砷化鎵半導體材料還具有耐高溫、低功率等特性,在衛星通訊領域有著廣泛應用。它是目前最重要的光電子材料,也是繼硅材料之后最重要的微電子材料,它適合于制造高頻、高速的器件和電路。

國瑞升主推的化合物半導體拋光液主要針對磷化銦和砷化鎵芯片的背部拋光所做的配方設計。這款拋光液具有拋光速率快、表面狀態好(Ra,TTV,LTV)、良率高等顯著特點,在提高拋光效果的同時,能有效降低成本。


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