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芯片是什么材料做的(芯片材料有哪些)

摘要:芯片一般采用硅半导体制作,上面的元器件采用扩散工艺制作,元器件连接线一般为铝线。芯片的耐热性取决于硅半导体的材料、制造工艺和散热能力。一般核心极限温度是168度。

当然,壳温不能那么高,否则核心会融化。

芯片材料有哪些 芯片材料有哪些

众所周知,作为“工业维生素”,稀土是战略金属中的重要资源。没有它,许多高科技产品将毫无用处。还有一种战略性金属资源,也广泛应用于高科技领域,也是芯片制造的关键材料。

这种资源和稀土一样,是我国的优势矿种,储量和产量均居世界第一。那么,这是一种什么样的战略金属资源呢?这就是我接下来要给大家介绍的金属镓。

镓是一种银白色的稀有金属,熔点较低,在自然界中很罕见,在室温下呈液态。因其在地壳中较为稀少,分布较为分散,没有独立的矿床,主要与铝、锌、锗等矿物共生,提取难度较大。要求

没错,2020年全球粗镓产量只有300吨,其中中国产量高达290吨,占全球产量的96%以上,其他粗镓生产国连中国的零头都不到。

中国镓不仅产量世界第一,储量世界第一。根据美国地质调查局(USGS)公布的数据,目前全球金属镓的储量约为27.93万吨,而中国的储量最大,达到19万吨,约占全球储量的68%。

相比之下,美国的储量不到中国的1/40,只有4500吨。可见镓和稀土一样,也是我们手中的一张王牌。

那么,这种金属资源有什么用呢?首先是芯片制造的关键材料。说到半导体材料,你可能会想到碳化硅,但你可能不知道氮化镓,这是第三代半导体的关键材料。

与硅相比,氮化镓在带隙、电子饱和迁移速度和击穿场强方面更为优越,这使得它在制造射频器件和电力电子器件方面更具优势。

比如最近几年大家广泛关注的5G技术,使用的是高频无线电波脉冲芯片组,这种芯片组是氮化镓材料,而且这种材料耗电少,发热少,还可以在800摄氏度的高温下工作。与碳化硅相比,成本相对较低。

事实上,除了在半导体领域得到“再利用”,金属镓及其系列化合物还被广泛应用于新能源汽车、LED照明、太阳能电池、雷达等诸多领域,其很多用途都与当前的绿色能源和低碳经济息息相关。

多年来,节能减排越来越受到世界各国的重视,《巴黎协定》也致力于推动各国制定和实施减排任务。可以预见,未来全球对镓的消费需求将会增加,这种资源在未来会更有前景。

正是由于意识到其重要性和储量小,欧美日等国家长期控制和储备镓资源。例如,2010年欧盟发布的14种矿物原料短缺名单中就有镓。2018年,美国也将镓列入35种重点矿种名单。

然而,日本是世界上最大的镓消费市场,其次是美国,欧盟也是重要的镓消费市场。他们自己的镓资源也不是很开发,需要依靠进口,很大一部分镓是从中国进口的。

其实刚才也提到了,中国的粗镓产量已经占到全球的96%以上。有分析指出,也可能是由于中国产量大,甚至产能过剩,抑制了其他国家的生产。

在过去的几年里,哈萨克斯坦、匈牙利、德国、乌克兰等国相继停止了原生镓的生产,由此可见全球粗镓产能几乎被中国垄断。

当然,欧美日等发达国家使用的镓资源并不都是从中国进口的。随着镓回收技术的不断发展,现在全球回收镓的产量并不低,2020年将达到250吨,且仍呈逐步上升趋势。

未来甚至不排除产出粗镓。

所以欧美等发达国家也有一部分镓供应来自这些回收的镓,尤其是回收产业发展最好的日本,已经从自己的回收产业中拿到了一半的镓供应,逐渐摆脱了对中国的依赖。

近年来,我国新能源汽车、光伏、LED照明等产业发展迅速,也带动了镓及其化合物的消费量快速增长。但不完美的是,中国半导体等产业的发展仍然落后于美日韩等发达国家。

因此,中国的高端精炼镓产品(高端电子元器件)仍然高度依赖进口,从芯片成为中国最大的进口商品就可以看出。

值得注意的是,近年来,为解决芯片“卡脖子”等问题,中国开始大力发展芯片产业,并提出到2025年芯片自给率提高到70%的目标。可见国产芯接下来会加速崛起。

未来我国的高精镓产品对外依赖也会逐渐降低。

另外,作为我国的一种优势矿种,与欧美国家一样,我国也早就对镓资源进行了相关的管控。比如2011年,我国便将镓列入战略储备金属,计划在适当的时候对它进行收储。随着镓资源重要性日益提升,

相信我国还会对这种战略资源进行相关的保护。