常用的半导体材料是什么元素

半导体材料有哪些元素（适合做半导体材料的元素）

近年来，整个集成电路产业陷入瓶颈，处理器的处理技术难以提升。摩尔定律似乎已经衰落了。半导体行业一直在努力寻找可以替代硅(Si)的半导体材料，但是经过各种尝试，发现硅(Si)很容易赚钱。

虽然硅(Si)目前在集成电路芯片的制造中还无法被取代，但是经过这么多年的发展，每一种成熟的半导体材料都可以靠自己带动一个行业的发展。那么目前业界有哪些半导体材料呢？

第一代半导体:

半导体材料在工业中已经分类。上述硅(Si)和锗(Ge)是第一代半导体材料。

硅(Si):前面提到的硅(Si)是目前应用最广泛的半导体材料，集成电路基本都是由硅(Si)制成的。硅(Si)广为人知，因为它是CPU的材料。英特尔和AMD处理器都是由硅制成的。当然，除了CPU，GPU核和闪存都是以硅(Si)为主。

锗(Ge):锗(Ge)是早期晶体管的材料。可以说，是硅(Si)出现之后，锗(Ge)才没落的。然而，只有锗(Ge)没有被硅(Si)完全取代。作为重要的半导体材料之一，锗(Ge)在光纤、太阳能电池等一些沟道领域仍然很活跃。

无论是技术发展还是成本控制，第一代半导体材料都是最成熟的，所以即使第二代、第三代半导体材料在某些特性上完全超越硅(Si)，但在商业上没有办法替代硅(Si)的价值，不能像硅(Si)一样带来高额利润才是关键。

第二代半导体:

第二代半导体材料与第一代半导体有本质区别。第一代半导体的硅(Si)和锗(Ge)属于元素半导体，即由单一物质构成。第二代属于化合物半导体材料，由两种或两种以上元素合成，具有半导体特性。第二代半导体通常是砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)。

砷化镓(GaAs):砷化镓(GaAs)是第二代半导体材料的标志性产品之一。我们经常听到的LED涉及砷化镓(GaAs)。

砷化镓(GaAs)

磷化铟(InP):磷化铟(InP)是由金属铟和红磷在石英管中加热反应制成的。它的特点是耐高温、高频、高速，所以在通信行业广泛用于制作通信器件。

第二代半导体可以说是4G时代的基本盘，很多4G设备都是基于第二代半导体材料的材料。

第三代半导体:

第三代半导体也是化合物半导体材料，具有高带隙、高功率、高频高压等特点。代表产品是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。

碳化硅(SiC):碳化硅(SiC)具有耐高温、耐高压的特性，非常适合用于开关功率器件。比如很多主板上的高端MOSFET都是SiC做的。

金属氧化物半导体场效应晶体管

氮化镓(GaN):氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)都是具有高带隙的半导体。它们的特点是能耗低、频率高，适合建设5G基站。唯一的缺点就是技术成本太高，在商业领域很难看到。

目前，中国正在大力推进第三代半导体的发展。原因是国内和国外起点差距小，有竞争机会。

注意事项:

虽然认为这些半导体材料分为第一代和第二代，听起来像是迭代产品，但实际上这些第一代、第二代、第三代半导体材料并不是替代关系。它们的特点不一样，应用场景也不一样。第一代、第二代、第三代只是行业的一个区分标志，只是按照材质来划分，有些场景甚至同时一起应用。