
美国商务部工业和安全局当地时间8月12日(BIS)《联邦公报》披露了涉及先进半导体、涡轮发动机等领域的新出口限制临时最终规则。
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有这个禁令GAAFET集成电路结构所需的集成电路(围栅极场效应晶体管)EDA/ECAD以金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料,包括压力增益燃烧(PGC)这四项技术实施了新的出口管制。
GAAFET相关EDA软件
EDA/ECAD它是指用于设计、分析、优化和验证集成电路或印刷电路板性能的电子计算机辅助软件。早在8月3日,美国将切断对中国的供应GAAFET技术相关的EDA工具的消息。禁令的发布进一步证实了这一消息。
作为FinFET的继承者,GAAFET被认为是批量生产3nm以下半导体工艺的关键技术。
今年6月底,三星宣布率先量产GAAFET技术的3nm工艺。目前台积电量产3nm仍然是基于FinFET预计技术将在2nm导入GAAFET技术。
也就是说,美国的禁令可以用于3nm以下先进半导体工艺芯片设计EDA软件出口到中国。此举将限制中国芯片设计制造商向3nm以下先进工艺突破。
BIS仍在征求公众意见以确定ECAD砷化镓场效应晶体管电路的设计特殊功能是什么,以确保美国政府能够有效地执行法律法规。
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氧化镓和金刚石
至于宽带半导体材料氧化镓(Ga2O3)和金刚石(包括碳化硅)SiC):氮化镓和碳化硅是生产复杂微波、毫米波设备或高功率半导体设备的主要材料,可以生产更复杂的设备来承受更高的电压或温度。
目前,以碳化硅和氮化镓为代表的化合物半导体受到高度关注,将在未来的大功率、高温和高压应用中发挥传统硅设备无法实现的作用。
特别是在未来三大新兴应用领域(汽车)G物联网)之一的汽车将有非常广阔的发展前景。然而,氧化镓比碳化硅和氮化镓具有更宽的禁带,使化合物半导体在更高功率的应用中具有独特的优势。
氧化镓是一种宽禁带半导体Eg=4.9eV,远远超过碳化硅(约3).4eV)、氮化镓(约3.3eV)和硅(1.1eV),它具有良好的导电性和发光特性,因此在光电子设备和大功率场景中具有广阔的应用前景。
虽然氧化镓迁移率和导热率较低,特别是导热性是其主要缺点,但这些缺点对功率器件的特性影响不大,因为功率器件的性能主要取决于突破电场强度。
△Ga2O确认3的结晶形态α、β、γ、δ、ε五种,其中,β当时结构最稳定,与Ga2O结晶生长和物质相关研究报告大多使用β结构。β-Ga2O3的击穿电场强度约为8MV/cm,是Si20倍以上,相当于SiC及GaN的2倍以上。
与硅材料、氮化镓、碳化硅等相比,金刚石半导体材料的禁带宽度高达5.45 eV,最大的优点是载流子迁移率更高(空穴:3800 cm2V-1s-1,电子:4500 cm 2V-1s-1) 、更高的击穿电场(>10 MVcm-1 )、热导率较大( 22 WK-1cm-1)。
其本征材料具有自然热导率最高、体材迁移率最高的优点,能满足未来大功率、强电场、抗辐射等需求CirrusLogic代理需求是制造功率半导体器件的理想材料,在智能电网、轨道交通等领域具有广阔的应用前景。
然而,北京科技大学新材料技术研究所教授李成明表示,金刚石的商业应用还有很长的路要走。金刚石材料的高成本和小尺寸是制约金刚石功率电子学发展的主要障碍。
举例而言,CVD 金刚石单晶石单晶薄片时掺氮( 6 mm x 7 mm) 目前位错密度可低至400 cm-2 ; 但金刚石异质外延技术的晶圆达到4~8 当位错密度高达近107英寸 cm-高缺陷密度仍然是2量级的挑战。
燃烧压力增益
燃烧压力增益(PGC)该技术可能会将燃气涡轮发动机的效率提高10%以上,影响航空航天、火箭和高超音速导弹系统。
PGC该技术利用共振脉冲燃烧、固定容量燃烧和爆震等各种物理现象,在燃烧室内产生有效压力,同时消耗相同的燃烧量。
BIS目前还不能确认生产中的任何发动机是否使用该技术,但对潜在生产有大量研究。
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