[庾避]料在集成电路中的比较硅与其他资

硅与其他。资料中半导体。集成资料在。电路集成电路 。比较使用中的资料中比较可从以下维度打开剖析  ：

一 、根底特性比照
。集成

二 、中心优势范畴。

‌。硅资料 。‌。

‌。干流逻辑芯片 。‌：全球95%的集成电路选用硅基制作，因其本钱低（12英寸晶圆本钱仅为砷化镓的1/10） 、工艺老练（支撑3nm制程）14 。

‌。集成度优势 。‌：硅晶圆直径可达300mm ，单晶缺点率低于0.1/cm²
，合适超大规模集成814。

‌。氧化层特性
。‌：天然生成的SiO₂绝缘层（介电常数3.9）是。MOSFET 。器材的抱负介质28。

‌ 。化合物半导体 。‌ 。

‌。高频使用 。‌ ：砷化镓电子迁移率是硅的5.7倍
，适用于。5G。毫米波（＞30GHz）器材49
。

‌
。功率器材。‌ ：碳化硅击穿电场强度达硅的10倍，可使电动汽车
。逆变器  。损耗下降70%112 。

‌。光电。转化。‌：磷化铟(InP)在光。通讯 。波段（1310/1550nm）量子功率超90%4 。

三 、要害功能短板。

‌。硅的局限性。‌。

禁带宽度窄导致高温漏电流大（＞150℃功能骤降）911。

高频特性差（截止频率＜100GHz）
，不合适太赫兹使用411。

‌。代替资料应战。‌。

‌ 。本钱问题。‌ ：6英寸碳化硅晶圆价格是硅晶圆的20倍12。

‌ 。晶圆尺度。‌
：氮化镓量产晶圆最大直径仅8英寸，约束产能提高12。

‌。工艺兼容性 。‌
：砷化镓器材需特别生产线 ，与硅基产线不通用4。

四、技能演进趋势。

‌ 。混合集成
。‌：硅基CMOS与氮化镓。射频
。器材3D堆叠（如苹果5G射频模组）12 
。

‌。异质外延 。‌ ：在硅衬底上成长GaN薄膜以下降本钱（已完成200mm工艺）12 。

‌。量子核算。‌：硅-28同位素自旋量子比特相干时刻打破1秒11。

当时硅仍主导逻辑芯片商场，而第三代半导体在功率/射频范畴加快浸透，构成互补共存格式48。