中国商务部决定对镓、锗相关物项实施出口管制 全球半导体产业将受影响
中国商务部决定对镓、锗相关物项实施出口管制全球半导体产业将受影响众所周知，以上相关镓类物项和锗类物项大都属于重要的化合物半导体材料，而金属镓、金属锗、区熔锗锭、锗外延生长衬底则属于制备镓类或锗类相关化合物半导体所须的材料。作为全球金属镓、金属锗储量及产量最大的国家之一，中国此次对镓、锗相关物项实施出口管制，无疑将会对全球的半导体产业造成重大影响。具体对镓、锗相关物项资料，由芯智讯整理如下：金属镓金属镓是一种稀有的蓝色或银白色的金属，其产品熔点很低，但沸点很高，是一种性能优良的电子原材料，下游应用领域广泛，主要应用于制作光学玻璃、真空管、半导体的重要原料。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，而中国的储量最多，达到19万吨，占全球储量的68%左右；相比之下，美国的储量还不到中国的1/40，只有0.45万吨。从产量来看，中国产量占比全球镓产量最高。德国和哈萨克斯坦分别于2016年和2013年停止了镓生产。（2021年德国宣布将在年底前重启初级镓生产），匈牙利和乌克兰分别于2015年和2019年停止镓生产，中国镓占比全球镓产量持续提升，截止2021年，占比全球镓产量已超90%。氮化镓氮化镓是近年来比较热门的第三代化合物半导体材料。相对于传统的硅(Si)和砷化镓(GaAs)半导体材料，氮化镓具有许多优点，例如高电子流动率、高饱和漂移速度、高电子密度和高热导率。这些特性使氮化家在高功率电子器件（比如快充充电器）、高速光电子器件、高亮度发光二极管(LED)和高效能太阳能电池等领域有广泛应用。此外，氮化家还被用于制造紫外线激光器、无线电通信设备、医疗器械等。氮化镓氧化镓则是一种“超宽禁带半导体”材料，也属于“第四代半导体”，与第三代半导体碳化硅、氮化镓相比，氧化镓的禁带宽度达到了4.9eV，高于碳化硅的3.2eV和氮化镓的3.39eV，更宽的禁带宽度意味着电子需要更多的能量从价带跃迁到导带，因此氧化镓具有耐高压、耐高温、大功率、抗辐照等特性。并且，在同等规格下，宽禁带材料可以制造diesize更小、功率密度更高的器件，节省配套散热和晶圆面积，进一步降低成本。值得注意但是，在2022年8月，美国商务部产业安全局（BIS）对第四代半导体材料氧化镓和金刚石实施出口管制，认为氧化镓的耐高压特性在军事领域的应用对美国国家安全至关重要。此后，氧化镓在全球科研与产业界引起了更广泛的重视。磷化镓磷化镓是由元素镓与元素磷合成的Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体，常温下其纯度较高的为橙红色透明固体。磷化镓是制作半导体可见发光器件的重要材料，主要用作制造整流器，晶体管、光导管、激光二极管和致冷元件等。磷化镓和砷化镓是具有电致发光性能的半导体，是继锗和硅之后的所谓第三代半导体。与砷化镓不同，磷化镓是一种间接带隙材料。当引入能形成等电子陷阱的杂质后，其发光效率会大大提高，并且能根据引入杂质的不同而发出不同颜色的光来。例如在磷化镓中掺入氮则发绿Chemicalbook光，掺入锌-氧对则发红光，因此磷化镓是制作可见光发光二极管和数码管等光电显示器件的重要材料，此外还可用来制作光电倍增管、光电存储器、高温开关等器件。砷化镓砷化镓是当前主流的第二代化合物半导体材料之一。其具有高频率、高电子迁移率、高输出功率、高线性以及低噪声等特点，在光电和射频领域有着非常广泛的应用。比如，砷化镓可以用来制作LED(发光二极管)，主要是黄光、红光和红外光（氮化镓禁带更宽，主要用来发蓝光、绿光和紫外光），具有效率高、器件结构精巧简单、机械强度大、使用寿命长等特点。如果砷化镓作为发光材料，加上泵浦源和谐振腔，即可选频制成激光器。典型应用就是VCSEL（垂直腔表面发射激光器），广泛应用在短距离数据中心光纤通信，结构光/TOF人脸识别等。另外，砷化镓的电子迁移率是硅的五倍，HBT的Ft高达45GHz，0.25umEmodepHEMT的Ft更是高达70GHz，因此砷化镓非常适合设计Sub-7GHz的射频器件。蜂窝和WLANPA也常用砷化镓HBT设计；开关、LNA等则采用砷化镓pHEMT工艺。铟镓砷铟镓砷是一种III-V族半导体，具有晶格匹配性好、带隙可调节、大尺寸产品均匀性好等优点，是第四代半导体材料，也是新一代红外发光材料，在光电芯片、红外探测器、传感器等领域拥有巨大应用价值。在光电芯片领域，为制造体积更小、功能集成度更高的晶体管，传统硅材料已无法满足需求，砷化铟镓可达到此要求。在红外探测器领域，砷化铟镓可用作短波红外光电材料，制造短波红外探测器，也可以与其他III-V族半导体相配合制备超晶格材料，例如以磷化铟为衬底，外延生长砷化铟镓，制备得到InP/InGaAs超晶格，此材料稳定性高、均匀度高，以其为敏感材料制造而成的红外探测器，具有高灵敏度、高可靠性、低功耗、低成本等优点，可以广泛应用在智能驾驶、安防监控、仪器仪表等领域。在传感器领域，由于砷化铟镓灵敏度高，可制造InGaAs红外扫描相机，是OCT（光学相干断层扫描）的关键组成部分，可提高人体组织穿透性，并实现高速成像。OCT是新型医学影像技术，在生物组织活体检测与成像方面效果显著，在临床上可以广泛应用在眼科、牙科、皮肤科、癌症早期诊断等方面，是医疗领域重要疾病诊断技术之一，此外也可以应用于工业测量领域。硒化镓硒化镓是一种重要的二元半导体，它具有各向异性、较宽的带隙、新奇的光学和电学性质等特性。这使得硒化镓在太阳能电池、光探测器及集成光电子器件等领域有很好的应用前景。另外，由于硒化家晶体具有优异的抗干扰性能和低损耗性能，它可以用于高精度技术应用，如高精度电子仪器、电气控制系统和光学系统。此外，硒化家晶体还具有优异的耐腐蚀性和低氧化性，可以用于各种酸性和碱性腐蚀性环境中的应用，是一种优良的精密机械制造材料。锑化镓锑化镓属于III-V族化合物窄带隙半导体，外观为灰白色晶体状，为立方晶系、闪锌矿结构。锑化镓是第四代半导体材料中窄带隙半导体的代表性产品之一，具有电子迁移率高、功耗低的特点，其禁带宽度可以在较宽的范围内进行调节，在中长波红外波段探测性能优异。锑化镓常用作衬底材料，可以广泛应用在红外探测器、激光器、发光二极管、光通信、太阳能电池等行业中。在光通信中，波长越长的光在传输过程中损耗越低，工作波长2-4μm的非硅材料光传输损耗更低，锑化镓可以工作在此波段范围内，并且能够与其他III-V族材料晶格常数相匹配，制得的GaSb/GaInAsSb等产品光谱范围符合光通信的低损耗要求。据了解，发展锑化物半导体材料是整个光通讯领域中核心技术发展的战略方向之一。锑化镓半导体主要应用于光纤通讯的发射基站，其传输信号的频率可以达到300赫兹以上。锑化镓(锑化物半导体材料)未来在6G等应用上，可能是不可替代的传输载体。在红外探测器领域，锑化镓凭借光谱覆盖范围宽、频带宽度可调节的优势，以其为衬底制备的二类超晶格材料例如InAs/GaSb探测性能优异、成像质量高，可制造高性能红外焦平面成像阵列，特别是在中红外探测器制造中具有不可替代性，而红外焦平面成像阵列具有多色、大面阵、功能集成化的特点，是第三代红外探测器。除此之外，锑化镓在太阳能电池中也有巨大应用价值。2017年7月，美国乔治华盛顿大学与其他科研机构、高校...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368771.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368771.htm
