一、正装LED芯片   01  正装LED芯片结构 LED正装芯片是最早出现的芯片结构，该结果中从上至下依次为：电极、P型半导体层、发光层、N型半导体层和衬底，该结构中PN结处产生的热量需要经过蓝宝石衬底才能传导到热沉，蓝宝石衬底较差的导热性能导致该结构导热性能较差，从而降低了芯片的发光效率和可靠性。     02  正装LED芯片的优缺点 优点： 该结构简单、制作工艺相对成熟； 缺点： （1）正装结构LED的p、n电极在LED的同一侧，电流需横向流过n-GaN层，导致电流发生拥挤，局部产生大量热，限制了驱动电流； （2）蓝宝石衬底的导热性差，严重阻碍了热量的散失； （3）温度和湿度等因素可能导致电极金属迁移，随着芯片尺寸缩小，正负电极间距减小，可能会有短路的问题出现。   03  正装LED芯片的分类 正装芯片有多种分类方式，可以按照发光颜色、芯片功率、应用范围等进行分类。为更好的阐述正装LED芯片的结构。本文根据芯片功率将芯片分为小功率芯片、中功率芯片、大功率芯片三类。   04  正装LED芯片的制备流程 小功率芯片： 小功率芯片的结构相对简单，制作工艺也相对简单，通常采用三次光刻制程，分别是MESA光刻、ITO光刻、PAD光刻，详细流程如下：     中功率芯片： 中功率芯片通常会采用5次光刻制程，在小功率的3次光刻工艺的基础上增加了电流阻挡层（CBL）光刻、钝化（PV）光刻，具体工艺流程如下：     也可以采用先ITO后MESA的工艺流程，这有利于芯片良率的提升，详细流程如下：     中功率芯片在研磨后通常会背镀上高发射率的DBR。DBR可以显著提高芯片点测亮度，对封装后的亮度也有一定的提升。 大功率芯片： 大功率芯片通常也是采用中功率的5次光刻制程，但是背镀层会由原来的DBR改为ODR（全方位反射层）。   05  正装LED芯片应用现状 蓝宝石衬底的正装结构LED以工艺简单、成本相对较低，一直是GaN基LED的主流结构。目前，多数企业为节约生产与研发成本，仍采用这种结构。   二、LED倒装芯片   01  倒装LED芯片结构 倒装芯片结构从上到下依次为蓝宝石衬底、N型半导体发光层、P型半导体层和电极，与正装芯片结构相比，该结构中PN结处产生的热量不经过衬底即可直接传导到热沉；倒装结构中，p电极和n电极均处于底面，避免了对出射光的遮挡，提高了出光效率。     02  倒装LED芯片的优缺点 优点： （1）没有通过蓝宝石散热，从芯片PN极上的热量通过金丝球焊点传到Si热沉，Si是散热的良导体，其散热效果远好于蓝宝石的散热，可以通过大电流使用； （2）尺寸可以做到更小，密度更高，同时光学更容易匹配； （3）散热功能提升，使芯片的寿命得到了提升； （4）抗静电能力也会提升； （5）为后续的封装工艺打下基础； （6）电极之间距离较远，可以减小电极金属迁移导致的短路风险。   03  倒装LED芯片的制备工艺 倒装LED芯片的制备工艺流程如下图所示：     04  倒装LED应用现状 目前，由于地制造设备和成本要求较高，做此类芯片的厂商还相对较少。因此，在市场应用虽还不是很广泛，但具有非常广阔的前景。   三、垂直LED芯片 01  垂直LED芯片结构 采用高热导率的衬底（Si、Ge、Cu等衬底）取代蓝宝石衬底，极大地提高了芯片的散热。   02  垂直LED芯片优缺点 （1）目前，现有的所有颜色的垂直结构LED：红光LED、绿光LED、蓝光LED及紫外光LED，都可以制成通孔垂直结构； （2）所有的制造工艺都是在芯片（wafer）水平进行； （3）由于无需打金线与外界电源相联结，采用通孔垂直结构的LED芯片的封装厚度降低； （4）抗静电能力强； （5）可以采用较大直径的通孔/金属填充塞和多个的通孔/金属填充塞进一步提高衬底的散热效率。   03  结构芯片制备工艺 制备GaN基垂直结构LED的工艺主要分成以下几个步骤：表面处理、台面蚀刻、钝化层沉积等步骤，具体流程如下所示：     04  垂直LED的应用现状 垂直结构的蓝光芯片是正装的基础上产生的，这种芯片是将传统蓝宝石衬底的芯片倒过来键合在导热能力较好的硅衬底或金属等衬底上，在将蓝宝石衬底激光剥离。这种结构的芯片解决了散热的问题，但由于工艺复杂，生产合格率较低，目前发展不温不火。 深圳市飞捷士科技有限公司是专业的半导体器件分销商，主要代理国产知名品牌电子元器件软件方案等产品。经营产品包括IC、IGBT单管/模块、 场效应管、快恢复肖特基二极管等全线无铅产品，其广泛应用于LED驱动电源、数字电视、汽车电子、电机调速、变频伺服器、电脑及周边产品、通讯设备等各个行业。作为专业的国产半导体器件专家，飞捷士一直致力于为广大客户提供半导体配套产品及前卫的解决方案。为客户提供从产品资料，产品选型供应保障及物流服务等专业服务。

LED是由电子（带负电）多的N （-：negative） 型半导体和空穴（带正电）多的P （+： positive） 型半导体结合而成。 该半导体施加正向电压时，电子和空穴就会移动并在结合部再次结合，正是再结合的能量转变成光而发出。 与先将电能转换为热能，再转换为光能的以往光源相比，因为能够直接将电能转换为光能，所以能够不浪费光能，高效率地获得光。 LED的发光原理 LED的发光过程主要包括载流子注入和复合两个步骤。当外加电压施加在LED的正向偏置端时，电流通过LED的正向偏置结并注入到半导体材料中。   在半导体材料中，n型区域的自由电子和p型区域的空穴相遇并发生复合，释放出能量。这些能量激发了半导体材料中的原子或分子，使其跃迁到较低能级，产生光子释放出来，即发光。 led发光的颜色由什么决定 ED根据所使用的半导体材料、发光原理可以分为不同类型，每种类型都能够发出特定波长的光，从而产生不同的颜色。 常见颜色的LED： 红色LED： 这类LED通常采用镓砷化铝（AlGaAs）或镓砷化磷（GaAsP）等材料，通过电子跃迁发射红色光。 绿色LED： 绿色LED使用氮化镓（GaN）材料，产生绿色光。 蓝色LED： 蓝色LED则使用铟镓氮化物（InGaN）材料，产生蓝色光。 白色LED： 白色LED通常是通过在蓝色LED上添加荧光粉层实现的。蓝色LED激发荧光粉发射黄色光，组合后产生白色光。 除了半导体材料的选择，LED的发光颜色还可以通过掺杂不同的杂质或通过不同的结构设计来实现。例如，改变掺杂物的类型和浓度可以调节半导体的电子能级结构，从而影响光的发射波长。此外，改变LED的结构和层次布局也可以影响光的发射特性。 深圳市飞捷士科技有限公司是专业的半导体器件分销商，主要代理国产知名品牌电子元器件软件方案等产品。经营产品包括IC、IGBT单管/模块、 场效应管、快恢复肖特基二极管等全线无铅产品，其广泛应用于LED驱动电源、数字电视、汽车电子、电机调速、变频伺服器、电脑及周边产品、通讯设备等各个行业。作为专业的国产半导体器件专家，飞捷士一直致力于为广大客户提供半导体配套产品及前卫的解决方案。为客户提供从产品资料，产品选型供应保障及物流服务等专业服务。      

氮化镓 (GaN) 可为便携式产品提供更小、更轻、更高效的桌面 AC-DC 电源。Keep Tops 氮化镓（GaN）是一种宽带隙半导体材料。 当用于电源时，GaN 比传统硅具有更高的效率、更小的尺寸和更轻的重量。 传统硅晶体管有两种类型的损耗：传导损耗和开关损耗。 功率晶体管是开关电源中功率损耗的主要原因。 为了遏制这些损失，GaN 晶体管（取代旧的硅技术）的开发已引起电力电子行业的关注。 与硅芯片相比： 1、氮化镓芯片的功率损耗是硅基芯片的四分之一 2、尺寸为硅芯片的四分之一 3、重量是硅基芯片的四分之一 4、并且比硅基解决方案更便宜 然而，虽然 GaN 似乎是一个更好的选择，但它在一段时间内不会在所有应用中取代硅。 原因如下： 第一个需要克服的障碍是 GaN 晶体管的耗尽特性。 有源功率和逻辑电路需要常开和常关类型的晶体管。 虽然可以生产常关型 GaN 晶体管，但它们要么依赖于典型的硅 MOSFET，要么需要特殊的附加层，这使得它们难以缩小。 无法生产与当前硅晶体管相同规模的 GaN 晶体管，也意味着它们不适用于 CPU 和其他微控制器。 GaN 晶体管的第二个问题是，制造增强型 GaN 晶体管的唯一已知方法（在撰写本文时）是使用松下专利方法使用附加的 AlGaN 层。 这意味着涉及这种晶体管类型的任何创新都将依赖于松下，直到研究出其他方法为止。 GaN 器件的研究工作自 2000 年代初就已开始，但 GaN 晶体管仍处于起步阶段。 毫无疑问，它们将在未来十年内取代功率应用中的硅晶体管，但距离用于数据处理应用还很远。 Keep Tops氮化镓有什么好处？ 氮化镓的出现降低了产品成本。搭载GaN的充电器具有元件数量少、调试方便、高频工作实现高转换效率等优点，可以简化设计，降低GaN快充的开发难度，有助于实现小体积、高效氮化镓快充设计。 Keep Tops氮化镓内置多种功能，可以大大降低产品的设计复杂度，减少冗余器件的使用。提高了空间利用率，降低了生产难度，也有助于降低成本、加快出货速度。      

半导体材料基础 半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料，是半导体工业的基础。利用半导体材料制作的各种各样的半导体器件和集成电路，促进了现代信息社会的飞速发展。 图一、绝缘体、半导体和导体的典型电导率范围 半导体材料的研究始于19世纪初期。 元素半导体是由单一种类的原子组成的那些，例如硅（Si），元素周期表 IV列中的锗（Ge）和锡（Sn），元素周期表 VI 列中的硒（Se）和碲（Te）。然而，存在许多由两个或更多个元素组成的化合物半导体。例如，砷化镓（GaAs）是二元III-V化合物，它是第三列的镓（Ga）和第五列的砷（As）的组合。三元化合物可以由三个不同列的元素形成，例如，碲化汞铟（HgIn 2 Te 4），一种II-III-VI化合物。它们也可以由两列中的元素形成，例如砷化铝镓（Al x Ga 1- x As），这是一种三元III-V化合物，其中Al和Ga都来自第三列，并且下标x相关从100％Al（x = 1）到100％Ga（x = 0）的两种元素的组成。 纯硅是集成电路应用中最重要的材料，而III-V二元和三元化合物对发光最重要。 图二、元素周期表 在1947年发明双极晶体管之前，半导体仅用作两端器件，例如整流器和光电二极管。在1950年代初期，锗是主要的半导体材料。但是，事实证明，这种材料不适用于许多应用，因为这种材料制成的设备仅在适度升高的温度下才会表现出高漏电流。自1960年代初以来，硅已成为迄今为止使用最广泛的半导体，实际上已经取代了锗作为器件制造的材料。造成这种情况的主要原因有两个：（1）硅器件的漏电流要低得多，（2）二氧化硅（SiO 2）是一种高质量的绝缘体，很容易作为基于硅的器件的一部分进行整合。因此，硅技术已经变得非常先进和普遍。 半导体材料的发展之路 图三、半导体材料发展之路及不同材料的特效比较 第一代的半导体材料：硅(Si)、锗(Ge) 在半导体材料的发展历史上，1990年代之前，作为第一代的半导体材料以硅材料为主占绝对的统治地位。目前，半导体器件和集成电路仍然主要是用硅晶体材料制造的，硅器件构成了全球销售的所有半导体产品的95％以上。硅半导体材料及其集成电路的发展导致了微型计算机的出现和整个信息产业的飞跃。 第二代半导体材料：砷化镓 (GaAs)、磷化铟 (InP) 随着以光通信为基础的信息高速公路的崛起和社会信息化的发展，以砷化镓、磷化铟为代表的第二代半导体材料崭露头角，并显示其巨大的优越性。砷化镓和磷化铟半导体激光器成为光通信系统中的关键器件，同时砷化镓高速器件也开拓了光纤及移动通信的新产业。 第三代半导体材料：氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC） 图四、GaN与Si和SiC比较图 第三代半导体材料的兴起，是以氮化镓材料P型掺杂的突破为起点，以高效率蓝绿光发光二极管和蓝光半导体激光器的研制成功为标志的，它在光显示、光存储、光照明等领域将有广阔的应用前景。 以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体材料，具备高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率及抗强辐射能力等优异性能，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件，是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”，在半导体照明、新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景，有望突破传统半导体技术的瓶颈，与第一代、第二代半导体技术互补，对节能减排、产业转型升级、催生新的经济增长点将发挥重要作用。 第三代半导体材料是目前全球战略竞争新的制高点。也是我们国家的重点扶持行业。十二五”期间，863计划重点支持了“第三代半导体器件制备及评价技术”项目。 第四代半导体材料：氧化镓(Ga2O3) 图五、氧化镓（Ga2O3）结构图及原子力显微镜图像 作为新型的宽禁带半导体材料,氧化镓（Ga2O3）由于自身的优异性能,凭借其比第三代半导体材料SiC和GaN更宽的禁带，在紫外探测、高频功率器件等领域吸引了越来越多的关注和研究。氧化镓是一种宽禁带半导体，禁带宽度Eg=4.9eV，其导电性能和发光特性良好，因此，其在光电子器件方面有广阔的应用前景，被用作于Ga基半导体材料的绝缘层，以及紫外线滤光片。这些是氧化镓的传统应用领域，而其在未来的功率、特别是大功率应用场景才是更值得期待的。 半导体材料的种类丰富多彩，除了上述典型材料，还有有机半导体、陶瓷半导体等材料，它们具有其独特的性质和应用。 半导体材料的电子特性 这里描述的半导体材料是单晶 ; 即，原子以三维周期性的方式排列。该图的部分A 显示了包含可忽略不计的杂质的本征（纯）硅晶体的简化二维表示。晶体中的每个硅原子都被四个最近的邻居包围。每个原子有四个在其外轨道的电子，并与它的四个邻居共享这些电子。每个共享的电子对都构成一个共价键。电子与两个原子核之间的吸引力将两个原子保持在一起。对于孤立的原子（例如，在气体而非晶体中），电子只能具有离散的能级。但是，当大量原子聚集在一起形成晶体时，原子之间的相互作用会导致离散的能级散布到能带。当没有热振动时（即在低温下），绝缘体或半导体晶体中的电子将完全充满多个能带，而其余能带则为空。最高的填充带称为价带。下一个能带是导带，它与价带之间被一个能隙隔开（晶体绝缘体中的间隙比半导体中的间隙大得多）。该能隙也称为带隙，是指定晶体中电子无法拥有的能量的区域。大多数重要的半导体的带隙在0.25至2.5 电子伏特的范围内（eV）。例如，硅的带隙为1.12eV，砷化镓的带隙为1.42eV。相反，良好的晶体绝缘体金刚石的带隙为5.5 eV。 图六、半导体的三键图片 在低温下，半导体中的电子被束缚在晶体中各自的能带中。因此，它们不可用于导电。在更高的温度下，热振动可能会破坏某些共价键，从而产生可参与电流传导的自由电子。一旦电子脱离共价键，该键就会有一个电子空位。该空位可以被相邻的电子填充，这导致空位位置从一个晶体位点转移到另一个晶体位点。这种空位可以被认为是一个虚构的粒子，被称为“ 空穴 ”，它带有正电荷并沿与电子相反的方向移动。当电场施加到半导体上的自由电子（现在位于导带中）和空穴（在价带中留在后面）都移动通过晶体，从而产生电流。材料的电导率取决于每单位体积的自由电子和空穴（电荷载流子）的数量，以及这些载流子在电场的影响下移动的速率。在本征半导体中，存在相等数量的自由电子和空穴。但是，电子和空穴具有不同的迁移率。也就是说，它们在电场中以不同的速度运动。例如，对于室温下的本征硅，电子迁移率为1,500平方厘米/伏秒（cm 2/ V·s），即电子在1伏特/厘米的电场下将以1,500厘米/秒的速度运动—而空穴迁移率是500 cm 2 / V·s。特定半导体中的电子和空穴迁移率通常随温度升高而降低。 图七、电子空穴在晶格中的运动 在室温下，本征半导体的导电性非常差。为了产生更高的传导性，可以故意引入杂质（通常达到百万分之几的主原子浓度）。这就是所谓的掺杂，尽管增加了一些迁移率，但仍可增加电导率的过程。例如，如果一个硅原子被具有五个外层电子，如砷（的原子置换看到的的部分B 图），电子的4形成与四个相邻的硅原子共价键。第五电子变成被提供给导带的导电电子。硅变成n-型半导体由于添加了电子。砷原子是供体。类似地，该图的C部分显示，如果一个具有三个外部电子的原子（例如硼）被硅原子取代，则一个额外的电子会被接受以在硼原子周围形成四个共价键，并且带正电的空穴为在价带中创建。这产生了p型半导体，其中硼构成受体。 如果在杂质类型的急剧变化，从受体（p型），以供体（Ñ型）一个内发生单晶结构，p - ñ形成结（见份乙所述的和C 图）。在p侧，空穴构成了主要的载流子，因此被称为多数载流子。p侧还将存在一些热产生的电子。这些被称为少数族裔。在n一边，电子是多数载流子，而空穴是少数载流子。在结附近是没有自由电荷载流子的区域。该区域称为耗尽层，表现为绝缘体。 图八、（A）典型硅pn结的电流-电压特性（B）正向偏置 （C）反向偏置条件（D）pn结的符号 深圳市飞捷士科技有限公司是专业的半导体器件分销商，主要代理国产知名品牌电子元器件软件方案等产品。经营产品包括IC、IGBT单管/模块、 场效应管、快恢复肖特基二极管等全线无铅产品，其广泛应用于LED驱动电源、数字电视、汽车电子、电机调速、变频伺服器、电脑及周边产品、通讯设备等各个行业。作为专业的国产半导体器件专家，飞捷士一直致力于为广大客户提供半导体配套产品及前卫的解决方案。为客户提供从产品资料，产品选型供应保障及物流服务等专业服务。  

什么是电子元器件，电子元器件的种类繁多，按照使用性质可以分为：电阻、电容器、电感器、变压器、发光二极管、晶体二极管、三极管、半导体、光电耦合器、集成电路、继电器等。 电子元器件包括哪些呢？ 常见的有电阻、电容和电感，下面我们一起来看看吧! 1、电阻，电阻是一个很古老而又常用的电子元件。电阻是限制电流大小的装置，定义为一条引导线。根据材料的不同，可以分为金属膜电阻、碳膜电阻、金属氧化物电阻、线绕电阻等。根据不同功能的作用还可分为：色环分类法、标称值法、频率法、电压法等。 2、电容，在电子电路中，电容是储存电荷的器件。它可以对交流或直流进行隔离，通过对交流或直流充电或放电，来达到控制电路的目的。 3、电感，在电力电路中，电感是一种储能元件，利用它可以将电源转换为电感和阻抗。电感在电路中主要有两个作用，一个是传输作用，另外一个就是阻感作用，也叫抗干扰作用。 4、发光二极管，简单的讲就是一块特殊的半导体材料。由于其内部含有两根细小的金属电极，这两个电极的间距较小，因此发光二极管具有单向导电性，当加上正向偏压时，发光，反之则不亮。 深圳市飞捷士科技有限公司是专业的半导体器件分销商，主要代理国产知名品牌电子元器件软件方案等产品。经营产品包括IC、IGBT单管/模块、 场效应管、快恢复肖特基二极管等全线无铅产品，其广泛应用于LED驱动电源、数字电视、汽车电子、电机调速、变频伺服器、电脑及周边产品、通讯设备等各个行业。作为专业的国产半导体器件专家，飞捷士一直致力于为广大客户提供半导体配套产品及前卫的解决方案。为客户提供从产品资料，产品选型供应保障及物流服务等专业服务。

第三代半导体主要是指氮化镓和碳化硅、氧化锌、氧化铝、金刚石等宽禁带半导体，它们通常都具有高击穿电场、高热导率、高迁移率、高饱和电子速度、高电子密度、可承受大功率等特点。但是很多人容易被“第三代”半导体这个名字误导。 赛道不同 第一代、第二代、第三代半导体之间应用场景是有差异的。以硅（Si）、锗（Ge）为代表的第一代半导体应用场景十分广泛，从尖端的CPU、GPU、存储芯片，再到各种充电器中的功率器件都可以做。虽然在某些领域的性能方面表现不佳，但还有性价比助其占据市场。第二代半导体以砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）、磷化铟（InP）为代表，主要应用领域为光电子、微电子、微波功率器件等。第三代半导体以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石为代表，主要应用领域为功率器件、光电子、射频。 第三代半导体和第二代、第一代之间不是迭代关系，它们的应用场景有交叉，但不完全重合。 举个例子来说，硅这类第一代半导体就像一个高年级学生，氮化镓这类第三代半导体就像一个新生。高年级学生主要是练田径运动的，而新生则是练游泳的。 每年学校都会举办运动会，在新生来之前，运动会所有项目（包括游泳）都是由高年级学生参加，虽然高年级学生是练田径的，但是因为身体素质较好也可以参加其它类型的比赛。 现在专业练游泳的新生来了，新生的游泳速度比高年级学生快了不少，但新生田径项目表现很糟糕。所以之后的部分游泳比赛就逐渐的交给新生参加了，而高年级学生也更专注田径比赛。 渐渐地，新生在游泳领域获得了很多奖项，高年级学生如此评价：“好，很有精神！”即使所有游泳比赛都交给新生参加，学校运动会中大多数比赛项目还是田径比赛，游泳比赛只占一小部分。所以在这种情况下高年级学生依旧是你们的老大哥。 第三代半导体有其擅长的领域，在自己的应用领域内性能是可以超过硅、锗等传统半导体材料，但在领域外，还是硅的天下。 什么是半导体? 有些人看到这个问题可能会觉得答案很简单。半导体嘛，就是电阻率介于导体和绝缘体之间的材料。电阻率高的几乎不导电的就是绝缘体，电阻率低的很容易导电的就是导体。 以上理解并不能算错，但如果想研究半导体材料，以上理解是完全不够的。比如如何看待电阻率很高的金刚石被列为第三代“半导体”材料，以及如何看待“超导金刚石”的相关研究？显然要理解这些问题需要更深层的理论。 能带理论就能很好的解决这些问题。 众所周知，电子是围绕原子核旋转的，如上图所示。其中2p、3s之类的就是电子的轨道。电子在不同轨道上具有不同的能量，这些能量值就是能级了。 在现实中基本不会有一个原子单独存在的情况，大多都是一堆原子聚集在一起。 如果多个原子排在一起的话，那么一个电子就会受到其它原子的影响，这些原子的电子轨道（量子态）就会发生交叠，在这种交叠的情况下电子就可以从一个原子转移到另一个原子上。既然电子可以从一个原子转移到另一个原子上，那么它也可以继续转移到下一个原子上，所以说电子可以通过这种方式在整个晶体中运动，这种运动称为共有化运动。 截取自北京地铁官方网站 举个通俗的例子，我们每个人就像电子，而这些轨道就像地铁的线路一样。这些地铁线路是有交叠的地方，有些交叠的地方被设置为换乘车站，可以从一条线路换成另一条线路。因为换乘线路的存在，我们可以通过换乘的方式到达地铁线路中的任意一个站点。电子的共有化运动也是类似这样。 正因为在其它原子的影响下，能级分裂成了能带。当原子周期性排列形成晶体互相靠近时，每一个能级都分裂为很多彼此相距很近的能级，形成能带。 其中内层电子共有化运动弱，能级分裂小，能带窄；外壳层电子共有化运动显著，能带宽。 在具备能带知识的基础上我们来看这张图，图中： 价带：0K条件下被电子填充的能量最高的能带 导带：0K条件下未被电子填充的能量最低的能带 禁带：导带底与价带顶之间能带 带隙（禁带宽度）：导带底与价带顶之间的能量差 从图中我们不难发现半导体和绝缘体之间差异最大的地方在于禁带宽度，而在第三代半导体概念中的宽禁带半导体，其中“宽禁带”指的就是禁带宽度比较宽。 举个例子，比如在跨栏运动中栏架高度大约1米，厚度也很小。所以运动员可以轻松的跨过去。但是如果把栏架换成3米高的砖墙，厚度也增加很多，这样运动员就不太容易跨过去了。 半导体和绝缘体也是这样，半导体的禁带像标准的栏架，电子比较容易跨过，而绝缘体的禁带则是高墙，电子几乎不能跨过。而这里栏架和墙的厚度和高度就相当于禁带宽度。 值得说明的一点是，禁带宽度不是永恒不变的。比如同一种材料在不同温度下的禁带宽度是不一样的。而且可以通过掺杂等方式改变禁带宽度。 前文简单介绍了什么是半导体，那么现在来说什么是半导体的职责。 引用莎士比亚的话来说就是：To be or not to be,that's a question.翻译成北京话就是：这么着儿，还是那么着儿。具体来说就是一个好的半导体一定要是一个可以选择的状态，比如我给它加电压，它就导通（这么着儿），我不给它加电压，它就应该关闭（那么着儿）。同理如果我给它加电压它导通（这么着儿），我不给它加电压它还这么着儿（导通），那这就是个导体。如果我不给它加电压它关闭，当我给它加电压它还这么着儿（关闭），那它就是个绝缘体。 宽禁带的优势 第三代半导体主要是指宽禁带半导体，那么这个“宽禁带”到底怎样带来性能优势呢？ 大家都知道电子的定向移动形成电流，继续之前的举例，电子这位“运动员”只需要跨过栏架或者高墙就完成工作了。但是电子跨过护栏和高墙都需要一些力气，这种时候如果有人能扶他一下就会很省力了。这些帮助者可以是光照或者外加电压，为其提供能量。 前文已经介绍了半导体的职责，那么现在就是如果选择“To be or not to be”的交界线了，在例子中这个交界线就是障碍物的高度和厚度，也就是实际中的禁带宽度。所以针对应用选择一个合适的“禁带宽度”材料就很重要了。 以金刚石为例，金刚石的禁带宽度达5.5eV，远大于Ge（0.67eV）、Si（1.12eV）和GaAs（1.43ev）等常规材料，这不仅保证了金刚石器件能在700-1000度下安全工作，有良好的抗辐射加固能力，而且大大提高了器件的雪崩击穿电压压。 另外禁带宽度也与场效应管的沟道导通电阻有关，禁带宽度越大，相应器件就会具有较低的导通电阻。 金刚石热导率很大，因此用金刚石制作的器件散热性能良好。金刚石的介质击穿场强也很高，大致为V/cm，所以能提高器件的最高工作温度和功率。 同时金刚石的介电常数较低，这可以影响到器件的阻抗，并且有利于提高器件的工作频率。 紫外探测是第三代半导体的重要应用之一。 比如在高压电线杆上有时候会出现放电的现象，这种现象称之为“电晕”。高电压设备电晕放电会产生紫外线，我们只需要检测这些紫外线就能更好的监测电网设备的运行。同理也可以监测高铁等其它设备上的电晕情况。 再比如紫外探测可以检测导弹的尾焰、森林防火、船只导航等用途。 高功率器件： 用第三代半导体制作的高功率器件具有体积更小、效率更高、性能更强等特点。 比如各大厂商推出的GaN手机充电器。特别是手机开启快充时代后，手机充电器的功率越来越大，如果继续用传统材料制作手机充电器，那么体积就会太大进而不方便携带。而用GaN制作的手机充电器体积就能缩小很多。同理也可以用GaN制作笔记本电脑的电源适配器。 除了手机以外，其它更大的设备也可以使用类似的技术。比如新能源汽车的充电桩。对于电动汽车来说提高充电效率每年就可以省下不少的电力资源。同理也可以用于制作汽车上使用的IGBT。 用第三代半导体制作的器件可以在瞬间输出巨大的能量，因此它也可以被用于制作航空母舰上的电磁弹射器，或者是舰船上的电磁炮。 射频与微波： 在这方面，大家比较熟知的应该就是5G了。使用第三代半导体材料可以建造更加节能且性能更强的5G基站，而且也可以用于制作5G射频芯片。 在军用方面，第三代半导体可以用于制作包括相控阵雷达在内的各种军用雷达。在AUSA2016上,雷声公司展示了第一台全尺寸的“爱国者”下一代雷达的原型机。这种新型雷达采用了AESA体制和氮化镓(GaN)材料制成的芯片。“爱国者”防空系统原有的雷达是无源相控阵体制的AN/MPQ-53/65,其使用的是砷化镓(GaAs)材料制成的芯片。 硅还是老大哥 在前文中提到过第三代半导体和第一代、第二代半导体因为应用场景方面的问题，并不属于同一赛道。 那么现在半导体市场上主流业务是什么呢？是集成电路。而恰巧，在当前技术条件下第三代半导体不适合用于制作数字逻辑电路。第三代半导体的主战场更多的会集中在分立器件上。 根据相关新闻报道，2018年全球半导体市场规模达到4779.4亿美元，而且每年还在快速增长中。根据国外研究机构数据显示，到了2025年第三代半导体市场的规模将达到434亿美元。 但从我国半导体产业发展的角度来说，发展第三代半导体总算暂时不用被先进光刻机卡脖子了。 意法半导体(ST)新材料和电源方案事业部的创新和关键项目战略营销总监Filippo Di Giovanni预测：“随着GaN技术向更小的工艺节点演进，在达到0.15μm栅长时，GaN将挑战GaAs器件在便携式无线应用中的主导地位。” 我国先进的光刻机可能在短期内无法突破，在如果只是光刻0.15μm（150nm）的光刻机还是没有问题的。 对于高频小信号器件来说，它们需要低噪声系数。因此目前在某些情况下GaAs仍具优势。当然现在也有一些类似“数字预失真技术”可以帮助GaN器件在高频场景下达到更好的性能。所以从长期来看，GaN取代部分GaAs的市场地位是大趋势。 对于硅材料来说，其实业界很早就发现了这种材料的不足。比如漏电和散热问题，以及未来可能会触及硅的物理极限。但是整条产业链上并没有多少人愿意做出改变，他们更偏向于使用新技术继续给硅“续命”。 举个例子来说就是，一件破衣服，大家都不太舍得直接换新的，然后就是“新三年，旧三年，缝缝补补又三年。”而且经过这些年的修补，裁缝的手艺越来越好了，暂时还是能继续修下去。 关于硅的“接班人”现在还尚不确定，比如“二维超导材料”亦或是“拓扑绝缘体”都有可能接班。不过相关材料大规模商业也是很多年之后的事了。 ​

在当今的智能家电领域中，极具性价比的MCU是客户选择的关键因素。其中，晟矽微电新推出的智能家电产品线的通用型MCU—MC32F8152以其高效能的RISC内核和便捷的编程功能，成为众多智能家电终端产品的首选。 ​ 产品性能介绍 RISC内核，最高主频32MHZ，片上集成4K-FLASH、256-SRAM和128- EEPROM。 12路触摸按键TKM，支持8种TKM振荡频率和自动跳频，且每种频率可微调校准，保证触摸抗干扰特性和一致性。 12位高精度ADC和1路模拟比较器CMP。 频率可编程的RC振荡器-PFRC，有12位微调校准位，可实现精细的频率变频微调。 两种通信模块：IIC和UART通信模块，支持多种通信协议。 在板带电烧录编程，在芯片上电运行状态下，可以通过软件控制芯片两组复用端口做普通端口或编程端口，并进入烧录编程模式。 4路PWM，其中1路带死区互补PWM，PWM时钟可选PFRC，频率微调。 产品应用领域 MC32F8152以其独特的特性，展现了在智能家电、智能控制及锂电数码等领域的广泛应用潜力。 典型应用案例 智能家电：养生壶、电磁炉、咖啡机等 智能控制：触控面板、加湿器、氛围灯等 锂电数码：小风扇、移动电源、按摩仪等 深圳市飞捷士科技有限公司是专业的半导体器件分销商，主要代理国产知名品牌电子元器件软件方案等产品。经营产品包括IC、IGBT单管/模块、 场效应管、快恢复肖特基二极管等全线无铅产品，其广泛应用于LED驱动电源、数字电视、汽车电子、电机调速、变频伺服器、电脑及周边产品、通讯设备等各个行业。作为专业的国产半导体器件专家，飞捷士一直致力于为广大客户提供半导体配套产品及前卫的解决方案。为客户提供从产品资料，产品选型供应保障及物流服务等专业服务。

什么是MOS管？         MOS，是MOSFET的缩写。MOSFET 金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）。一般是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。 一 MOT MOS管型号表示方法 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型又分n沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。     二 MOT 场效应管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。 第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。   三 MOT 晶体管外形封装 (TO)属于早期的封装规格，例如TO-3P、TO-247、TO-92、TO-92L、TO-220、TO-220F、TO-251等都是插入式封装设计。 TO-3P/247：是中高压、大电流MOS管常用的封装形式，产品具有耐压高、抗击穿能力强等特点。 TO-220/220F：TO-220F是全塑封装，装到散热器上时不必加绝缘垫;TO-220带金属片与中间脚相连，装散热器时要加绝缘垫。这两种封装样式的MOS管外观差不多，可以互换使用。 TO-251：该封装产品主要是为了降低成本和缩小产品体积，主要应用于中压大电流60A以下、高压7N以下环境中。 近年来，由于插入式封装工艺焊接成本高、散热性能也不如贴片式产品，使得表面贴装市场需求量不断增大，也使得TO封装发展到表面贴装式封装。 TO-252(又称之为D-PAK)和TO-263(D2PAK)就是表面贴装封装。 TO-263是TO-220的一个变种，主要是为了提高生产效率和散热而设计，支持极高的电流和电压，在150A以下、30V以上的中压大电流MOS管中较为多见。