登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《半导体的领域变得更广阔》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： Lightfeng
  • 发布时间：2016-09-05

  • 半导体进入新的垂直行业后将需要一个与过去不同的做法，需要一定程度的了解以满足每一个垂直的需求。在每一个优化的关键因素背后，如特定行业的性能，功能性，可靠性和成本，这些都是必要的。

    在生产方面，对低成本，低功耗，边缘的低层次处理的需求将会让我们回到使用旧的处理节点上。比如，物联网的酷炫结果就是我们可以重新使用旧的制造设计，这对于边缘网络传感器来说是足够好的。物联网可以在我们10年前开发的东西上变得疯狂。

    每一个垂直行业有着不同的要求，我们需要在每一个方面都拥有专家，也许就是由那些在传统半导体中看到和评估风险的人们引导的。

    我们这些见过半导体成长的人，当然也为在新兴技术空间里的无数机会而兴奋不已。你会听到很多像这样进行探讨的主题，2016年10月20日至21日，在加州的圣地亚哥，在IEEE技术时光机会议上进行辩论。

5浏览量
原文链接
相关报告

  • 《“美日半导体贸易战”给中国半导体带来的思考》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-11-06
    • 2018年10月30日，对国内半导体行业来说，应该是被记入历史的日子。美国人开始对中国半导体企业下手了。美国政府于当天宣布，将福建晋华集成电路有限公司（简称：晋华）列入美国产品禁止出口的“实体名单”。美国政府给出的理由是，晋华将要生产的记忆体芯片将威胁到美国军用系统芯片供应商的生存能力。 美国给的理由，表面上是令人费解的。晋华何许人也？是一家成立于2016年，处于设备安装阶段还未投产的新企业，毫无疑问，美国如果真正实施禁令，该公司将无法完成生产线，几百亿的投资将打水漂。晋华产品是DRAM内存(上述的记忆体芯片），采用从台湾联电引进的28nm技术，与行业领跑者的韩国三星电子、美国美光科技公司最新技术的1×nm也相差近两代。由此来看，美国人提到的“威胁”仅是说辞而已，回想2018年初的“晋华vs美光科技”的知识产权诉讼纠纷，想必美光科技对美国政府的政治游说起到了很大作用。10月31日，晋华技术来源的台湾联电也宣布暂停对晋华的技术协助。晋华项目及中国半导体行业何去何从，众人关切！ 当前的中美贸易战，美国的最终目的之一是压制包括半导体在内的中国高端制造的发展，确保自己的全球优势地位。意外的是，战火如此迅速烧到了半导体行业。如果说中兴事件是美国给中国半导体提了一个醒，这次的晋华事件是给国内半导体企业的一个正式警告。处于刚要发力阶段的中国半导体国产化一旦威胁到美国企业的市场空间，美国势必会强化施压力度。 中国半导体行业该如何应对这场博弈？ 长期战略如何设计？ 本文通过整理当年的“美日半导体贸易战”的经过，希望给国内半导体同仁带来一些有价值的参考信息。 1. 导 读 20世纪80年代后期，日本半导体制造商称霸全球。1988年占据全球制造商Top10半壁的 NEC、东芝、日立、富士通、三菱等公司，如今或灰飞烟灭、或改姓出嫁。扛着日本半导体大旗的东芝Memory公司，不经意间其会长（董事长）变成了美国人。 日本半导体制造在20世纪90年代的没落，其原因有：日本泡沫经济的破裂、日本终端电子产品竞争力下降、日本半导体企业间的内耗（高峰时达30多家半导体企业）、电脑网络革命带来的半导体行业洗牌等。其中，从80年代初期开战并持续十三年的“美日半导体贸易战”也影响巨大??? 2. 前 奏 “针对特定行业，为了达到抢占全球市场为目的，某国政府长年实施了包括顶层设计/资金支援/市场调控在内的政策”。 看官，你猜，这个“某国”是哪国？ 这是1983年美国跨国半导体公司发表的文章，这里的“某国”别无旁他，是日本。原文并没有卖关子，实名指向日本。这边文章发表的稍早前，美国半导体协会也发表类似文章，批判日本半导体企业严重损害美国企业利益，而且矛头直指日本政府实施的产业导向政策。 同年，爆发“美日半导体摩擦”。 1983年，美日两国政府间组建有关半导体贸易的协商工作组，开始对话。然而，那句话叫什么来着？ “该是你的，躲也躲不掉”。84年洛杉矶奥运会拉动了电视机/录像机的巨大消费，再加上电脑风暴，带来了巨大的半导体需求，再次让日本半导体企业赚的盆满钵满。85年受到奥运会特需的反弹，市场急速降温，这让本就处于被动的美国半导体企业日子更艰难，裁员、收缩生产、整编，一片江河日下的破落景象。 美国人快要气炸了！ 3. 开 战 1985年，微软针对日本7家半导体厂家的DRAM开始反倾销诉讼，AMD与NS公司(美国国家半导体，后被TI收购)也跟进群殴。事情越闹越大，时任总统的里根也亲自给商业部下达命令，调查日本的倾销问题。经过几个月折腾，在1986年9月日本通产省（商务部）被迫与美国商业部签定了“日美第一次半导体协议”。 主要内容是，限制日本半导体对美出口、扩大美国半导体在日本市场份额。 然而，不知日本小兄弟是有意还是无意，总之美国大哥远没有满意。美国于1987年进一步发表针对日本在第三国倾销的报复措施。里根总统再次亲自出马，以日本未能遵守协议为由发表对日本产电脑/电视等征收100%的报复性关税。另外，美国政府阻止富士通对Fairchild公司的收购、等，美国人的报复措施遍地开花。 美日关系在此时进入二战后最坏时期。 顺便提一句，1987年美国诞生IC设计企业，以台积电为代表的代工厂也陆续创立。 4. 抗 衡 日本半导体厂家在这种巨大压力下，耐心搞研发，以技术抗衡。其后，1MB的DRAM市场份额最高时拿到全球90%，作为当时最高端的4MB的DRAM也席卷世界。最终，日本半导体企业在1989年获得全球一半以上市场份额，称霸一时。 盛极必衰。日本企业凋落的钟声也同时敲响。 美国企业以专利为武器增加对日本企业的攻击。代表案例有，1989年TI公司在日本时隔30年取得基尔比专利，这迫使日本半导体企业随后支付了数十亿美金的专利费。 1991年6月，“日美第一次半导体协议”到期。美国继续强迫日本签订“日美第二次半导体协议”。新协议主要内容为，撤销上述的100%报复关税，增加“1992年底以前外国半导体产品在日本市场占有的份额能超过20%”等内容。 5. 尾 声 1992年以后，以英特尔为代表的美国企业获得转机，依靠网络的兴起重新回归世界盟主。同时期，疯狂学习日本DRAM技术的韩国三星地位渐渐突显。 随后，微软于1993年发表Windows系列产品，以此为基础，美国企业重新夺回半导体霸权。在音响家电半导体中独占鳌头的日本企业，渐渐衰弱。 “日美第二次半导体协议”到期的1996年，在美国企业再次崛起的背景下，美国政府没有提出续签要求。美日半导体摩擦自1983年开始，历经13年后走进历史。 6. 现 状 1).日本 日本半导体企业的霸主地位虽已成过往烟云，但至今仍是全球主要制造基地之一。索尼的图像传感器 、 瑞萨电子(Renesas Electronics、NEC/三菱/日立的半导体业务合并公司)的微控制器、包括功率半导体等领域，处于领头羊地位。更需要强调的是，日本的半导体设备与原料技术独树一帜。特别是材料，硅片、光罩、光阻、CMP材料……　全球哪家半导体厂家敢说不用日本的材料呢？ 日本人认真研发的态度，成就了其在半导体行业依旧不可动摇的地位。 2).美国 老美变得更加聪明了。 打压日本半导体时，日本已经实际威胁到了美国企业的地位。这次针对中国，是发生在中国半导体企业处在襁褓之时。 美日贸易战大体分三段，第一段是60年代开战的以纤维、纺织品为代表的轻工业，第二段是70年代开战的以钢铁为代表的重工业与家电，第三段是80年代开战的汽车、半导体等技术行业。因为中国发展太迅速，针对中国，把对日本的第一段和第二段一窝蜂全上，现在看来第三段也要开始了。美国对威胁到自己利益的国家实施打压策略是不会有变化的。唯一不同的是，日本是美国的小弟，不敢与老大哥真正撕破脸皮。 无论是意识形态还是自身利益，中国不可能也不会和日本一样。 3). 中国 纵观电子行业发展史，本国终端产品的强大会带动半导体产业的发展。电脑成就英特尔，音响家电成就NEC等日本企业，微软成就英特尔第二春，苹果带出高通，三星手机带出三星电子。我国的华为也培养了势头强劲的海思半导体。 中国在人工智能、自动驾驶等行业的研究深度已凸现优势，这极有可能会带出我国的相关半导体龙头企业。 机会就在眼前！ 能否把握住机会，一是技术研发，二是资金投入。关键还是能否耐得住寂寞，潜心搞研发。OECD （经济合作与发展组织）在2017年发表的数据显示，2015年世界主要国家（地区）投入研发费用占GDP比率，前三位是韩国4.23% ,日本3.29%,台湾3.05%。美国2.79%排第五，中国2.07%排名第七。韩国/日本/台湾的研发费用中，以半导体为主的电子行业为主要投资产业，这造就了其半导体产业的强大。也可以反过来说，半导体的强大拉动了研发费用规模。其本质一样，需要烧钱。 我国已经在资金层面开始发力。潜心研发技术是取胜的根本之道。 还有一个大问题是人才的缺乏，主要是研发和一线工程师。即使企业重金聘请到一两个顶级技术专家，但如果没有大量优秀工程师的支持，产品良率就不可能上来。良率控制是半导体企业的生命线，低良率导致公司亏损，无法进行新技术投资，进入恶性循环从而很快被淘汰。半导体行业的技术更新速度，大家是清楚的，然而培养一个工程师，却需要5年~10年。 新建的半导体企业已经开始大量互挖工程师，这对我国半导体发展整体来讲，是不好的现象。把有限的人才集中到几家重点培养企业，再依靠企业培育新人，形成阶梯性人才体系是必要的。否则，欲速则不达。
    1068浏览量
    原文链接

  • 《又一篇Science！上海交大、上硅所等在无机塑性半导体领域取得重大突破》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2020-08-04
    • 7月31日（北京时间），上海交通大学与中国科学院上海硅酸盐研究所等单位合作，在无机塑性半导体领域取得重大突破，相关成果以“Exceptional plasticity in the bulk single crystalline van der Waals semiconductor InSe”为题发表在Science上（Science, 2020, 369（6503）：542-545）。该研究发现，二维结构范德华半导体InSe在单晶块体形态下具有超常规的塑性和巨大的变形能力，既拥有传统无机非金属半导体的优异物理性能，又可以像金属一样进行塑性变形和机械加工，在柔性和可变形热电能量转换、光电传感等领域有着广阔的应用前景。史迅教授/研究员、Jian He教授、陈立东研究员为本文通讯作者；魏天然助理教授、金敏教授、王悦存副教授为共同第一作者。该研究参加单位包括上海交通大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、上海电机学院、西安交通大学、中国科学院宁波材料所、Clemson University。 当前，柔性电子领域蓬勃发展，推动着社会的信息化和智能化进程。作为柔性电子器件的核心，半导体材料期望具有良好的电学性能与优异的可加工和变形能力。然而，现有的无机半导体尽管电学性能优异，但通常具有本征脆性，其机械加工和变形能力较差；而有机半导体虽具有良好的变形能力，但电学性能普遍低于无机材料。开发兼具良好电学和力学性能的新型半导体有望推动柔性电子的迅速发展。 史迅与陈立东等开创性地提出无机塑性新型半导体新概念，在具有优异电学性能的无机半导体中实现良好可加工和变形能力，将有机材料和无机材料的优点合二为一。2018年，他们发现了首个室温塑性半导体材料——Ag2S，并揭示了其塑性变形机制（Nature Mater. 2018, 17: 421）；随后通过电性能的优化使其同时具有良好柔性/塑性和热电性能（Energy Environ. Sci. 2019, 12: 2983），开辟了无机塑性半导体和柔性/塑性热电材料新方向。 受Ag2S准层状结构与非局域、弥散化学键特性的启发，该研究聚焦一大类包含范德华力的二维结构材料，并在其中发现了具有超常塑性的InSe晶体。对二维材料而言，单层或薄层样品很容易发生弹性变形，表现出一定的柔性；然而，当厚度增大时，二维材料通常因其较弱的层间作用力极易发生解理，因此块体形态下的变形能力很差。而该研究发现，不同于多晶形态下的脆性行为，InSe单晶二维材料在块体形态下可以弯折、扭曲而不破碎，甚至能够折成“纸飞机”、弯成莫比乌斯环，表现出罕见的大变形能力（图1）。非标力学试验结果进一步证实了材料的超常塑性，其压缩工程应变可达80%，特定方向的弯曲和拉伸工程应变也高于10%。 图1. InSe单晶块体的超常塑性。（A）晶体结构；（B-D）样品可折叠或弯曲成“纸飞机”、莫比乌斯环、螺旋圈等各种形状而不破裂；（E）沿c轴与（F）垂直c轴方向压缩的应力-应变曲线及压缩前后样品照片。 精细结构表征和原位微纳压缩实验结果表明，InSe单晶块体的塑性变形主要来自层间的相对滑动和跨层的位错滑移（图2A-C），进一步研究发现InSe的变形能力和塑性与其特殊的晶体结构和化学键密切相关。首先，InSe的面内弹性模量仅约53 GPa，远低于绝大多数二维晶体材料（图2D），表明层内本质非常“柔软”，较易发生弹性弯曲。更重要的是，InSe具有独特的层间相互作用，如图2E所示，InSe（001）面之间相对滑移能垒极低，而解理能显著高于其他二维材料以及典型的脆性材料，表明InSe易滑移难解理。差分电荷密度（图2F）与晶体轨道分布密度（COHP）（图2G）计算表明InSe相邻层间除了Se-Se范德华力外，还存在着In-Se之间的长程库伦力。这些多重、非局域的较弱作用力一方面促进层间的相对滑移，另一方面又像“胶水”一样把相邻的层“粘合”起来，抑制材料发生解理，同时保证了位错的跨层滑移。 图2 InSe塑性变形机制与机理。（A）刃位错的反傅里叶变换扫描透射暗场像（IFT-DF-STEM）；（B-C）扫描电镜（SEM）下原位压缩实验，揭示了层间滑动与跨层滑移；（D）常见六方结构二维材料的面内杨氏模量；（E）滑移能与解理能；（F）差分电荷密度与（G）晶体轨道哈密顿分布密度（COHP），间接佐证了层间长程作用力的存在。 基于InSe单晶特殊的力学性质和化学键特性，该工作提出了一个评价和预测（准）二维材料变形能力的X 因子：X = Ec/Es (1/Ein)，其中Ec是解理能，Es是滑移能，Ein是沿着滑移方向的杨氏模量。具有高解理能、低滑移能、低杨氏模量的材料有望具有良好的塑性变形能力。该判据很好地解释了目前已发现的两种无机塑性半导体Ag2S和InSe，也为其他新型塑性和可变形半导体的预测和筛选提供了理论依据（图3）。 图3 不同材料的变形因子与禁带宽度图谱 该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市科委的资助和支持。 复制下方链接或点击阅读全文查看论文。 论文链接： https://science.sciencemag.org/content/369/6503/542 DOI：10.1126/science.aba9778
    84浏览量
    原文链接