工業硅價格最新消息「工業硅價格最新消息行情」( 三 )


金剛石做芯片基體的話,氧化膜從那里來?金剛石本身是純碳,其氧化物是二氧化碳,常溫下是氣態,充當絕緣?那是不可能的,一形成人家就跑到空氣中逍遙自在了 。用其它氧化物?試驗驗證、工藝流程研發、設備改造,花錢海去了,還不一定能成功 。
總之,用金剛石做芯片基體材料,不僅含量少,而且加工極難,商業價值極低,由于這些缺點,根本不可能取代硅在芯片行業的地位 。
回答這個問題,必須弄清三方面問題:
我認為,金剛石不能代替芯片的基體材料硅。
哪些材料能用于芯片基體?
能用于 *** 芯片基體的半導體材料有如下幾類:
由上述分類可以看出,金剛石的確是半導體材料,有做成芯片基體的潛能 。接下來需要考慮,金剛石能否滿足芯片對基體材料的要求 。
金剛石能否替代硅?
這個問題需要從兩者的化學特性和工業 *** 成本來考慮 。
一、化學特性對比
硅有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體,晶體硅為灰黑色,無定形硅為黑色,密度2.32-2.34克/立方厘米,熔點1410,沸點2355,晶體硅屬于原子晶體 。不溶于水、硝酸和鹽酸,溶于氫氟酸和堿液 。硬而有金屬光澤 。
硅的電導率與其溫度有很大關系,隨著溫度升高,電導率增大,在1480 左右達到更大,而溫度超過1600 后又隨溫度的升高而減小 。
金剛石它是一種由碳元素組成的礦物,是碳元素的同素異形體,金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質 。其結構是正八面體晶體,晶體中每個碳原子都以sp3雜化軌道與另外4個相鄰的碳原子形成共價鍵,每四個相鄰的碳原子均構成正四面體 。晶體類型金剛石中的CC鍵很強,所有的價電子都參與了共價鍵的形成,沒有自由電子,所以金剛石硬度非常大,不導電,熔點在3815。金剛石在純氧中燃點為720~800,在空氣中為850~1000。
二、工業 *** 對比
1.原料成本
硅也是極為常見的一種元素,然而它極少以單質的形式在自然界出現,而是以復雜的硅酸鹽或二氧化硅的形式,廣泛存在于巖石、砂礫、塵土之中 。硅在宇宙中的儲量排在第八位 。在地殼中,它是第二豐富的元素,構成地殼總質量的26.4%,僅次于之一位的氧(49.4%) 。
世界上有20多個國家賦存有金剛石礦產,主要分布在澳大利亞、非洲西部和南部,以及俄羅斯的亞洲部分 。目前,全世界金剛石產量每年超過100百萬克拉,其中寶石級15%,近寶石級38%,工業級47% 。
相比于硅的來源,金剛石因存量少,原料成本是相當高的 。
2. *** 成本
金剛石的出產是很復雜的,它需要經過采礦、粉碎、沖洗、沉淀、挑選、分類、切割、打磨以及拋光等諸多工序之后才能出現在市場上 。從開采的大塊巖石中將鉆石分離出來是相當困難的 。即使有先進的技術,發掘的過程仍然十分復雜 。而生產一顆切磨好的1克拉重的金剛石,必須從鉆石礦藏中挖出至少約250噸的礦土進行加工處理而成 。
金剛石還因硬度太高,難以加工;此外,相比于單晶硅,金剛石提純工藝復雜,很難提純到6個9或7個9的等級 。
總結
金剛石從理論上來說,是可以作為芯片基體材料的 。但是,從工業 *** 的角度來說,原料儲存少、加工難度大的金剛石,不適合替代硅 *** 芯片,即便 *** 出來了,價格也是難以承受的 。
特殊情況,特殊對待 。一般是沒有那么替的
不會,因為它不具備半導體特性,而且加工提純困難 。
碳化硅(SIC)是半導體界公認的“一種未來的材料”,是新世紀有廣闊發展潛力的新型半導體材料 。預計在今后5 10年將會快速發展和有顯著成果出現 。促使碳化硅發展的主要因素是硅(SI)材料的負載量已到達極限,以硅作為基片的半導體器件性能和能力極限已無可突破的空間 。而金剛石雖然說本質也是碳,但原子排列不一樣,目前不能代替芯片材料!至少是幾十年以內!
未來碳基芯片有可能替代硅基芯片 。
金剛石是可以代替芯片的基體材料硅 。
硅被采用作為芯片的基本材料,之一個是因為它儲量巨大 。硅在自然界并不單獨存在,最常見的化合物是二氧化硅和硅酸鹽,廣泛存在于巖石、砂礫和塵土 。如此作為芯片制造的基本材料,是非常容易得到 。
第二個原因是硅提純技術發展成熟,人類可以生產近乎完美的硅晶體
第三個原因是硅性質穩定,包括化學性質和物理性質 。例如曾經做過芯體材料的鍺,當溫度達到75 以上時,其導電率有較大變化 。對于芯片而言,此現象將會引發其性能的穩定性 。硅相比鍺,就優秀的多 。

推薦閱讀