工业硅价格最新消息「工业硅价格最新消息行情」( 三 )


金刚石做芯片基体的话,氧化膜从那里来?金刚石本身是纯碳,其氧化物是二氧化碳,常温下是气态,充当绝缘?那是不可能的,一形成人家就跑到空气中逍遥自在了 。用其它氧化物?试验验证、工艺流程研发、设备改造,花钱海去了,还不一定能成功 。
总之,用金刚石做芯片基体材料,不仅含量少,而且加工极难,商业价值极低,由于这些缺点,根本不可能取代硅在芯片行业的地位 。
回答这个问题,必须弄清三方面问题:
我认为,金刚石不能代替芯片的基体材料硅。
哪些材料能用于芯片基体?
能用于 *** 芯片基体的半导体材料有如下几类:
由上述分类可以看出,金刚石的确是半导体材料,有做成芯片基体的潜能 。接下来需要考虑,金刚石能否满足芯片对基体材料的要求 。
金刚石能否替代硅?
这个问题需要从两者的化学特性和工业 *** 成本来考虑 。
一、化学特性对比
硅有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,晶体硅为灰黑色,无定形硅为黑色,密度2.32-2.34克/立方厘米,熔点1410,沸点2355,晶体硅属于原子晶体 。不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液 。硬而有金属光泽 。
硅的电导率与其温度有很大关系,随着温度升高,电导率增大,在1480 左右达到更大,而温度超过1600 后又随温度的升高而减小 。
金刚石它是一种由碳元素组成的矿物,是碳元素的同素异形体,金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质 。其结构是正八面体晶体,晶体中每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个相邻的碳原子形成共价键,每四个相邻的碳原子均构成正四面体 。晶体类型金刚石中的CC键很强,所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以金刚石硬度非常大,不导电,熔点在3815。金刚石在纯氧中燃点为720~800,在空气中为850~1000。
二、工业 *** 对比
1.原料成本
硅也是极为常见的一种元素,然而它极少以单质的形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中 。硅在宇宙中的储量排在第八位 。在地壳中,它是第二丰富的元素,构成地壳总质量的26.4%,仅次于之一位的氧(49.4%) 。
世界上有20多个国家赋存有金刚石矿产,主要分布在澳大利亚、非洲西部和南部,以及俄罗斯的亚洲部分 。目前,全世界金刚石产量每年超过100百万克拉,其中宝石级15%,近宝石级38%,工业级47% 。
相比于硅的来源,金刚石因存量少,原料成本是相当高的 。
2. *** 成本
金刚石的出产是很复杂的,它需要经过采矿、粉碎、冲洗、沉淀、挑选、分类、切割、打磨以及抛光等诸多工序之后才能出现在市场上 。从开采的大块岩石中将钻石分离出来是相当困难的 。即使有先进的技术,发掘的过程仍然十分复杂 。而生产一颗切磨好的1克拉重的金刚石,必须从钻石矿藏中挖出至少约250吨的矿土进行加工处理而成 。
金刚石还因硬度太高,难以加工;此外,相比于单晶硅,金刚石提纯工艺复杂,很难提纯到6个9或7个9的等级 。
总结
金刚石从理论上来说,是可以作为芯片基体材料的 。但是,从工业 *** 的角度来说,原料储存少、加工难度大的金刚石,不适合替代硅 *** 芯片,即便 *** 出来了,价格也是难以承受的 。
特殊情况,特殊对待 。一般是没有那么替的
不会,因为它不具备半导体特性,而且加工提纯困难 。
碳化硅(SIC)是半导体界公认的“一种未来的材料”,是新世纪有广阔发展潜力的新型半导体材料 。预计在今后5 10年将会快速发展和有显著成果出现 。促使碳化硅发展的主要因素是硅(SI)材料的负载量已到达极限,以硅作为基片的半导体器件性能和能力极限已无可突破的空间 。而金刚石虽然说本质也是碳,但原子排列不一样,目前不能代替芯片材料!至少是几十年以内!
未来碳基芯片有可能替代硅基芯片 。
金刚石是可以代替芯片的基体材料硅 。
硅被采用作为芯片的基本材料,之一个是因为它储量巨大 。硅在自然界并不单独存在,最常见的化合物是二氧化硅和硅酸盐,广泛存在于岩石、砂砾和尘土 。如此作为芯片制造的基本材料,是非常容易得到 。
第二个原因是硅提纯技术发展成熟,人类可以生产近乎完美的硅晶体
第三个原因是硅性质稳定,包括化学性质和物理性质 。例如曾经做过芯体材料的锗,当温度达到75 以上时,其导电率有较大变化 。对于芯片而言,此现象将会引发其性能的稳定性 。硅相比锗,就优秀的多 。

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