具备超越石墨烯优势的新材料_黑磷__图文

1、(总第240期Feb.2015电子工业专用设备Equipment for Electronic Products ManufacturingEPE1.5个百分点。销售量将增加到1740亿欧元。“德国电子行业的生产商在去年面临着严峻的环境,每月的数字都有变动,但是年度的成绩确实令人鼓舞,这也显示了德国电子行业的实力。”Max Milbredt德国联邦外贸与投资署的专家说道。“同时中国是在德国电子行业中投资项目数量最多的国家。这也证明了两国间在该领域的紧密合作”。(来源:德国联邦外贸与投资署!二维(2D材料被预期将在国际半导体技术蓝图(ITRS所指的2028年矽材料末日接棒,其中最知名的就是石墨烯

2、(graphene;科学家们也正在研究其他“梦幻材料”,包括过渡金属硫化物(transi-tion metal dichalcogenides,TMD,如二硫化钼(molybdenum disulphide,MoS2。现在又有一种新的2D材料黑磷(black phosphorus被视为能解决石墨烯的一些问题。黑磷没有石墨烯的缺点石墨烯缺乏能隙(bandgap而且与矽不相容;与矽的相容性可望促进矽光子元件(silicon photonics技术的发展,届时各种晶片是以光而非电子来传递数位讯号。率领该研究团队的美国明尼苏达大学教授Mo Li表示:“我们首度证实了晶体黑磷光电探测器(photodet

3、ector能被转移到矽光子电路中,而且性能表现跟锗(ger-manium一样好这是光电探测器的黄金标准。”磷在自然界是一种具备高度活性反应的物质这也是为何它们被用来制造火柴不过将磷在烤箱中以精确的温度烘烤后,它的颜色会变黑,不但性质变得非常稳定,还转变成一种纯晶体型态,能剥离到矽基板上。明尼苏达大学的研究人员使用20个单层(monolayer的黑磷打造第一款元件证实其光学电路,据说可达到3Gbps的通讯速度。高性能光电探测器仅使用几层黑磷(红色部分,就能感测波导(绿色部分中的光;也可用石墨烯(灰色调节其性能。黑磷超越石墨烯的最大优点就在于拥有能隙,使其更容易进行光探测;而且其能隙是可借由在矽基

4、板上堆叠的黑磷层数来做调节,使其能吸收可见光范围以及通讯用红外线范围的波长。此外因为黑磷是一种直接能隙(direct-band半导体,也能将电子讯号转成光;Li表示:“我们的短期目标之一是制作黑磷电晶体,而长期目标则是在矽晶片中实现黑磷雷射元件”。研究人员将黑磷整合到矽波导光干涉仪(途中的细线,以精确量测其光吸收量以及侦测其中产生的光电流。具备超越石墨烯优势的新材料 黑磷(来源:College of Science and Engineering, University of Minnesota(来源:College of Science and Engineering, University

5、 of Minnesota·行业快讯·48电子工业专用设备Equipment for Electronic Products ManufacturingEPE(总第240期Feb .2015Li 声称:目前正被研究中的各种2D 材料里,黑磷的可调节能隙特性与其他材料也拥有的高速运作性能之间,并没有严重的折衷(trade-off问题,这使得该种材料在上述两个条件都是“表现最佳”。赞助此研究案的单位包括美国空军科学研究所(ir Force Office of Scientific Research以及美国国家科学基金会(NSF。(来源:eettaiwan!在今年初于法国Gren

6、oble 举行的欧洲3D TSV 高峰会上,来自半导体产业的业界专家们似乎都认同这样的看法:在包括消费市场等许多领域,采用2.5D 整合(透过利用中介层仍将比采用真正的3D 垂直整合更具成本竞争力。而这可给电子制造产业带来重大变化。半导体谘询公司ATREG 资深副总裁兼负责人Barnett Silver 在会中发表对于封装与IC 制造市场的看法。他说,“过去十年来,随着技术迈向下一个先进节点,半导体制程与晶圆厂开发的总成本急据上升,预计在14nm 节点以后只有台积电(TSMC、三星电子(Samsung与英特尔(Intel等少数几家代工厂还握有足够的资金持续这一制程竞赛。这使得OEM 以及无晶圆

7、厂的IC 设计公司只能依靠少数几家代工选择,持续地受到牵制。因此,大型OEM 必须垂直地重新整合其具策略性的芯片供应链”。见图1。突破委外产能限制半导体OE M 亟需重新整合供应链图1芯片整合历经周期性循环Silvers 预计在未来3年内将会出现转折点诸如苹果(Apple、Google 和亚马逊(Ama-zon等资金充裕的OEM 可望投资于越来越多的代工厂与IC 封装厂,以确保其供应链稳定,届时半导体产业将能更有效地利用先进节点,以及降低芯片产能分配的风险。从观察多家代工厂与IDM 的收购/整并谈判中,Silver 目睹了这一类大型OEM 的竞价过程(不过至今并未成功。对于OEM 而言,抗衡台积电等少数几家晶圆代工厂市场主导地位的方法之一,就是透过不同程度的资本参与、经营权与所有权介入,以及收购委外半导体组装与测试服务供应商(OSATS与代工厂的股份,以及开发其他的替代生产模式。Silver 表示,这种混合的半导体制造模式可能为其带来产能权益