具備超越石墨烯優(yōu)勢的新材料_黑磷__圖文

1、(總第240期Feb.2015電子工業(yè)專用設(shè)備Equipment for Electronic Products ManufacturingEPE1.5個百分點。銷售量將增加到1740億歐元?！暗聡娮有袠I(yè)的生產(chǎn)商在去年面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境,每月的數(shù)字都有變動,但是年度的成績確實令人鼓舞,這也顯示了德國電子行業(yè)的實力?！盡ax Milbredt德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署的專家說道?！巴瑫r中國是在德國電子行業(yè)中投資項目數(shù)量最多的國家。這也證明了兩國間在該領(lǐng)域的緊密合作”。(來源:德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署!二維(2D材料被預(yù)期將在國際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖(ITRS所指的2028年矽材料末日接棒,其中最知名的就是石墨烯

2、(graphene;科學(xué)家們也正在研究其他“夢幻材料”,包括過渡金屬硫化物(transi-tion metal dichalcogenides,TMD,如二硫化鉬(molybdenum disulphide,MoS2。現(xiàn)在又有一種新的2D材料黑磷(black phosphorus被視為能解決石墨烯的一些問題。黑磷沒有石墨烯的缺點石墨烯缺乏能隙(bandgap而且與矽不相容;與矽的相容性可望促進矽光子元件(silicon photonics技術(shù)的發(fā)展,屆時各種晶片是以光而非電子來傳遞數(shù)位訊號。率領(lǐng)該研究團隊的美國明尼蘇達(dá)大學(xué)教授Mo Li表示:“我們首度證實了晶體黑磷光電探測器(photodet

3、ector能被轉(zhuǎn)移到矽光子電路中,而且性能表現(xiàn)跟鍺(ger-manium一樣好這是光電探測器的黃金標(biāo)準(zhǔn)。”磷在自然界是一種具備高度活性反應(yīng)的物質(zhì)這也是為何它們被用來制造火柴不過將磷在烤箱中以精確的溫度烘烤后,它的顏色會變黑,不但性質(zhì)變得非常穩(wěn)定,還轉(zhuǎn)變成一種純晶體型態(tài),能剝離到矽基板上。明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員使用20個單層(monolayer的黑磷打造第一款元件證實其光學(xué)電路,據(jù)說可達(dá)到3Gbps的通訊速度。高性能光電探測器僅使用幾層黑磷(紅色部分,就能感測波導(dǎo)(綠色部分中的光;也可用石墨烯(灰色調(diào)節(jié)其性能。黑磷超越石墨烯的最大優(yōu)點就在于擁有能隙,使其更容易進行光探測;而且其能隙是可借由在矽基

4、板上堆疊的黑磷層數(shù)來做調(diào)節(jié),使其能吸收可見光范圍以及通訊用紅外線范圍的波長。此外因為黑磷是一種直接能隙(direct-band半導(dǎo)體,也能將電子訊號轉(zhuǎn)成光;Li表示:“我們的短期目標(biāo)之一是制作黑磷電晶體,而長期目標(biāo)則是在矽晶片中實現(xiàn)黑磷雷射元件”。研究人員將黑磷整合到矽波導(dǎo)光干涉儀(途中的細(xì)線,以精確量測其光吸收量以及偵測其中產(chǎn)生的光電流。具備超越石墨烯優(yōu)勢的新材料 黑磷(來源:College of Science and Engineering, University of Minnesota(來源:College of Science and Engineering, University

5、 of Minnesota·行業(yè)快訊·48電子工業(yè)專用設(shè)備Equipment for Electronic Products ManufacturingEPE(總第240期Feb .2015Li 聲稱:目前正被研究中的各種2D 材料里,黑磷的可調(diào)節(jié)能隙特性與其他材料也擁有的高速運作性能之間,并沒有嚴(yán)重的折衷(trade-off問題,這使得該種材料在上述兩個條件都是“表現(xiàn)最佳”。贊助此研究案的單位包括美國空軍科學(xué)研究所(ir Force Office of Scientific Research以及美國國家科學(xué)基金會(NSF。(來源:eettaiwan!在今年初于法國Gren

6、oble 舉行的歐洲3D TSV 高峰會上,來自半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的業(yè)界專家們似乎都認(rèn)同這樣的看法:在包括消費市場等許多領(lǐng)域,采用2.5D 整合(透過利用中介層仍將比采用真正的3D 垂直整合更具成本競爭力。而這可給電子制造產(chǎn)業(yè)帶來重大變化。半導(dǎo)體諮詢公司ATREG 資深副總裁兼負(fù)責(zé)人Barnett Silver 在會中發(fā)表對于封裝與IC 制造市場的看法。他說,“過去十年來,隨著技術(shù)邁向下一個先進節(jié)點,半導(dǎo)體制程與晶圓廠開發(fā)的總成本急據(jù)上升,預(yù)計在14nm 節(jié)點以后只有臺積電(TSMC、三星電子(Samsung與英特爾(Intel等少數(shù)幾家代工廠還握有足夠的資金持續(xù)這一制程競賽。這使得OEM 以及無晶圓

7、廠的IC 設(shè)計公司只能依靠少數(shù)幾家代工選擇,持續(xù)地受到牽制。因此,大型OEM 必須垂直地重新整合其具策略性的芯片供應(yīng)鏈”。見圖1。突破委外產(chǎn)能限制半導(dǎo)體OE M 亟需重新整合供應(yīng)鏈圖1芯片整合歷經(jīng)周期性循環(huán)Silvers 預(yù)計在未來3年內(nèi)將會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點諸如蘋果(Apple、Google 和亞馬遜(Ama-zon等資金充裕的OEM 可望投資于越來越多的代工廠與IC 封裝廠,以確保其供應(yīng)鏈穩(wěn)定,屆時半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將能更有效地利用先進節(jié)點,以及降低芯片產(chǎn)能分配的風(fēng)險。從觀察多家代工廠與IDM 的收購/整并談判中,Silver 目睹了這一類大型OEM 的競價過程(不過至今并未成功。對于OEM 而言,抗衡臺積電等少數(shù)幾家晶圓代工廠市場主導(dǎo)地位的方法之一,就是透過不同程度的資本參與、經(jīng)營權(quán)與所有權(quán)介入,以及收購委外半導(dǎo)體組裝與測試服務(wù)供應(yīng)商(OSATS與代工廠的股份,以及開發(fā)其他的替代生產(chǎn)模式。Silver 表示,這種混合的半導(dǎo)體制造模式可能為其帶來產(chǎn)能權(quán)益