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米乐m6app官网下载:一文了解砷化镓及磷化铟如何助力5G、AI、无人驾驶等多领域鑫耀半导体9月亮相CIOE!

发布时间:2022-04-21 15:01:21 来源:m6官网登录 作者:m6米乐登录入口

  原标题:一文了解砷化镓及磷化铟如何助力5G、AI、无人驾驶等多领域,鑫耀半导体9月亮相CIOE!

  2022年9月7-9日,第24届中国国际光电博览会上云南鑫耀半导体材料有限公司将展出砷化镓、磷化铟等半导体材料,广泛应用于射频器件产品、激光器件、传感器器件产品以及生产光模块中的激光器、探测器芯片,也用于生产激光器件、可穿戴设备和其他健康监测的器件产品。

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  砷化镓作为半导体材料具有优良的特性。使用砷化镓衬底制造的半导体器件,具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、抗辐射、高击穿电压等特性,因此砷化镓衬底被广泛用于生产射频器件、激光器等器件产品。20世纪90年代以来,砷化镓技术得以迅速发展,并逐渐成为最成熟的半导体材料之一。但长期以来,由于下游应用领域的发展滞后,市场需求有限,砷化镓衬底市场规模相对较小。2019年后,在5G通信、无人驾驶、人工智能、可穿戴设备等新兴市场需求的带动下,未来砷化镓衬底市场规模将逐步扩大。

  目前,砷化镓衬底主要应用下游器件包括射频器件、激光器,各器件需求情况分别如下:

  射频器件是实现信号发送和接收的关键器件,射频器件主要包括功率放大器、射频开关、滤波器、数模/模数转换器等器件,其中,功率放大器是放大射频信号的器件,其直接决定移动终端和基站的无线通信距离和信号质量。由于砷化镓具有高电子迁移率和高饱和电子速率的显著优势,因此砷化镓一直是制造射频功率放大器的主流衬底材料之一。4G时代起,4G基站建设及智能手机持续普及,用于制造智能手机射频器件的砷化镓衬底需求量开始上升。进入5G时代之后,5G通信对功率、频率、传输速度提出了更高的要求,使用砷化镓衬底制造的射频器件非常适合应用于长距离、长通信时间的高频电路中,因此,在5G时代的射频器件中,砷化镓的材料优势更加显著。随着5G基站建设的大量铺开,将对砷化镓衬底的需求带来新的增长动力;与此同时,单部5G手机所使用的射频器件数量将较4G手机大幅增加,也将带来对砷化镓衬底需求的增长。

  激光器是使用受激辐射方式产生可见光或不可见光的一种器件,构造复杂,技术壁垒较高,是由大量光学材料和元器件组成的综合系统。利用砷化镓电子迁移率高、光电性能好的特点,使用砷化镓衬底制造的红外激光器、传感器具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、高击穿电压等特点,可用于人工智能、无人驾驶等应用领域。

  鑫耀半导体的主营产品磷化铟衬底,规格为2-6英寸。磷化铟(InP)作为重要的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料之一,是继Si(硅)、Ge(锗)、GaAs(砷化镓)之后的新一代电子功能材料。磷化铟具有诸多优点:较高的电光转换率、饱和电子漂移速度和电子迁移率,导热性好、抗辐射能力强,发光波长适宜光纤低损通信等。这些特征决定了其在射频、光电子、移动通信、数据通信等多项领域的广泛应用。未来,在数据中心、5G通信、可穿戴设备等新兴市场需求的带动下,磷化铟衬底市场规模将持续扩大,成本也将随着规模效应而降低,进一步促进下游应用领域的发展。

  磷化铟衬底主要应用的下游器件包括光模块器件、传感器件、射频器件,对应下游终端领域包括5G通信、数据中心、人工智能、无人驾驶、可穿戴设备等。

  光模块是光通信的核心器件,是通过光电转换来实现设备间信息传输的接口模块,主要应用于通信基站和数据中心等领域。磷化铟衬底用于制造光模块中的激光器和接收器。

  5G通信是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术。5G基站对光模块的使用量显著高于4G基站,随着5G基站建设的大规模铺开,叠加 5G 基站网络结构的变化,将极大带动对光模块需求的增长。

  数据中心主要服务于云计算厂商、大型互联网企业、通信运营商、金融机构、政府机关等的数据流量需求。近年来随着移动互联网的普及,数据流量增长迅速,带动云计算产业蓬勃发展,刺激了数据中心建设需求的增长,同时带动了对数据中心光模块需求的增长。

  受益于全球范围内5G基站大规模建设的铺开,以及在数据流量爆发增长的背景下,全球云计算产业的发展也将带动全球范围内数据中心的大量建设,全球光通信行业将迎来重要发展机遇期,从而产生对光模块需求的持续增长。在市场需求的带动及我国政府新基建等政策的影响下,全球光模块市场将保持快速增长态势。

  由于磷化铟具备饱和电子漂移速度高、导热性好、光电转换效率高、禁带宽度较高等特性,使用磷化铟衬底制造的可穿戴设备具备脉冲响应好、信噪比好等特性。因此,磷化铟衬底可被用于制造可穿戴设备中的传感器,用于监测心率、血氧浓度、血压甚至血糖水平等生命体征。此外,使用磷化铟衬底制造的激光传感器可以发出不损害视力的不可见光,可应用于虚拟现实(VR)眼镜、汽车雷达等产品中。

  磷化铟衬底在制造高频高功率器件、光纤通信、无线传输、射电天文学等射频器件领域存在应用市场。使用磷化铟衬底制造的射频器件(以下简称“磷化铟基射频器件”)已在卫星、雷达等应用场景中表现出优异的性能。磷化铟基射频器件在雷达和通信系统的射频前端、模拟/混合信号宽带宽电路方面具有较强竞争力,适合高速数据处理、高精度宽带宽A/D转换等应用。此外,磷化铟基射频器件相关器件如低噪声放大器、模块和接收机等器件还被广泛应用于卫星通信、毫米波雷达、有源和无源毫米波成像等设备中。在100 GHz以上的带宽水平,使用磷化铟基射频器件在回程网络和点对点通信网络的无线传输方面具有明显优势,未来在6G通信甚至7G通信无线传输网络中,磷化铟衬底将有望成为射频器件的主流衬底材料。

  云南鑫耀半导体材料有限公司(简称鑫耀半导体),是云南锗业控股子公司。鑫耀半导体前身为北京中科镓英半导体有限公司,是国内最早研发、生产高品质半绝缘砷化镓和磷化铟衬底的企业。

  鑫耀半导体是我国著名的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料生产商和供应商。鑫耀半导体拥有国内最具有产业化实力的Ⅲ-Ⅴ族高端光电半导体材料研发平台和产业化生产线;拥有从单晶生长、晶片加工、测试检验完整的工艺线;拥有从磷化铟单晶炉设计制造、单晶生长、晶片加工等技术方面的核心人才35人,该团队一直从事磷化铟单晶片(InP)、砷化镓单晶片(GaAs)研发和产业化生产管理工作,具有丰富的半导体材料专业知识和产业化管理经验。

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