APP下载

电子材料

2016-04-23

新材料产业 2016年4期
关键词:芯片

英国专家用半极性GaN生长高效益LED

英国雪菲尔大学的一支研究团队最近在《应用物理学快报》期刊上发布在半极性氮化镓(GaN)或蓝宝石基材上生长LED的最新成果。

利用在M-Plane蓝宝石基板上生长的GaN制造的微柱阵列模板,研究人员能在其上过度生长的半极性GaN(11-22)上生长出具有更高量子效益的LED。

相较于在C-Plane蓝宝石基板上生长的商用LED,该研究团队在半极性材料上所生长的绿光LED显示发光波长的蓝位移随着驱动电流增加而减少。在蓝位移所观察到的情况也适用在黄绿与黄光LED上,因此,研究人员发现所生长的LED存在一种有效抑制量子而限制星炫的效应。

研究人员在晶圆上测得光源输出随电流提升而呈线性增加,而其外部量子效率显示较商用C-Plane LED的效率衰减情况已明显改善了。电致发光偏振测量显示半极性LED的偏振比约为25%。

研究人员声称,初步的结果显示,过度生长技术是一种更具有潜在成本效益的方法,可在较长波长区域中实现高效能的半极性GaN发射器。(中国电子材料行业协会)

美科学家发现比GaN更出色的新一代功率半导体AlGaN

在新一代功率半导体方面,AlGaN比GaN更出色。这一研究成果是美国桑迪亚国家实验室(SandiaNationalLaboratories)与美国Avogy公司联名在“APEC2016”上发表。研究人员Robert J.Kaplar公布了用AlGaN试制的功率元件的特性。

AlGaN与GaN相比带隙更宽、绝缘破坏强度更高,有望制造出损失比GaN低的功率元件。AlGaN是GaN与AlN的混合晶体。据Kaplar介绍,从理论上讲,AlN的带隙为6.2eV、绝缘破坏强度为15.9MV/cm,超过分别为3.4eV、3.3MV/cm的GaN。因此,AlGaN與GaN相比带隙更宽、绝缘破坏强度更高。

Kaplar主要介绍了2种元件的特性。一是在GaN基板上制造的GaNPiN二极管。耐压为3.9kV,导通电阻仅为1.9mΩcm2。芯片尺寸为数百μm见方。另一个是AlGaNPiN二极管。在蓝宝石基板上,用MOCVD法使Al0.3Ga0.7N生长。作为结晶缺陷之一的位错的密度为1×1019~2×1019个/cm2。漂移层厚度为4.3μm,漂移层杂质浓度为1016/cm3左右。

耐压为1.5kV,导通电阻仅为4mΩcm2。芯片尺寸为50μm见方左右。耐压kV级的AlGaNPiN二极管据称尚为世界首例。根据此次的结果推算,Al0.3Ga0.7N的绝缘破坏强度约为4MV/cm,超过了GaN的理论值。(中国半导体行业协会)

俄罗斯新开发超导存储器读写速度提升几百倍

俄罗斯的科学家开发出一种超导存储器单元的控制系统,只需不到1ns的时间,就能实现较当今所用的类似存储器更快几百倍的读取与写入速度。

来自莫斯科物理技术学院(MIPT)与莫斯科国立大学(Moscow State Univeristy)的科学家在最近一期的《应用物理快报》中发表这项研究成果。

这项理论性的研究成果预测在复杂的Josephson Junction超导元件中存在双稳态状态。建置这种元件可能需要进行超冷却作业,使其无法真正落实于某些应用。

由MIPT超导系统量子拓扑现象实验室主任Alexander Golubov为首的一支研究团队,提出了一种在Josephson Junction类型元件中基于量子效应的存储器单元,这是一种“超导体—电介质—超导体”结构的夹层,在接合点的一侧包括了铁磁体和一般金属的组合。这应该是一种可透过横向注入电流于结构中,从而实现在2种状态(1与0)之间切换的双稳态。透过电流流经该接合点,该系统的状态能够因此实现非破坏性读取。

读取存储器单元各种不同状态时的超导电流,取决于所使用的材料以及特定系统的几何结构,所需的读写作业速度预计约几百皮秒。

Golubov解释,该方法只需要一种磁性层,这表示它可能适应所谓的单通量量子逻辑电路,也就是说不必再为处理器建立一种全新的架构。基于单通量量子逻辑的电脑可实现高达几百兆赫的时脉速度,而且功耗更降低了几十倍。(电子产品世界)

英国研究发现霉菌可以用来制造电池和电容器

88年前,英国人亚历山大·弗莱明发现了青霉素的杀菌作用,如今,英国敦提大学教授杰弗里·加德领导的研究团队发现,霉菌还可以用来制造电池和电容器。研究人员使粗糙链孢菌、氯化锰和尿素发生化学反应,长长的菌丝最后被矿物质覆盖,加热菌丝后得到二氧化锰等具有理想电化属性的化合物。研究人员在《当代生物学》半月刊发表的论文中写道,与从其他物质中提取制造电池和电容器的材料相比,从霉菌中提取是一种更加可持续的方法。用从霉菌中提取的化合物储存电能,经过200次充电放电循环后仍能保持90%以上蓄电能力。(新华社)

韩国研发出无荧光粉白色LED

韩国科学技术院(KAIST)物理学教授研究团队成功研发出制造无荧光粉白色LED的技术,可望运用在次世代照明及显示器上。

目前白色LED大部分是在蓝色LED结合黄色荧光粉,或并列多种颜色的LED制造出白色LED。然黄色荧光粉属稀土类物质,必须依赖进口,且演色性较低,也有变色的可能性。而组合多种颜色的LED成本较高昂。

KAIST研究团队为解决此问题,以半导体芯片取代荧光粉。顶部为同心圆模样的金字塔结构,设计成复合结构体。制造出的3D结构体各个面以不同条件形成量子井(Quantum Wells),各发出不同的颜色。

研究团队说明,调整制造3D结构体的时间和条件,以改变各结晶面面积的方法,制造出多元混色的LED。

研究团队也找到了可使用高倍数显微镜测量3D结构体内部电流注入程度的方法。只要研发出可有效注入电流的方法,就可调整LED元件效率和色彩重现度。

研发团队表示,未来可透过3D半导体制程研发改善效率,催生不使用荧光粉的低价、色彩重现度高的单一芯片白色光源。相关研究成果刊登在自然杂志Light:Science & Applications在线版。(电子时报-台)

并木精密攻研钻石单晶衬底

并木精密宝石株式会社(Namiki)多年来为全球前5大蓝宝石晶体生长及衬底加工厂,其部门负责人原田裕幸日前在公共场合透露了并木精密宝石在2016-2020年的发展策略。

同时面对功率半导体市场的蓬勃发展,原田表示并木早就领先国际脚步,将眼光及精力投入更具未来性的钻石单晶衬底。因钻石材料相较于碳化硅(SiC)及氮化镓(GaN)材料,有着3倍以上的导热系数和击穿电场,因此以钻石单晶衬底制作而成的功率半导体器件,相较于以SiC与GaN为衬底的器件,可耐受更高电压,并且因为散热快,可以省略冷却系统,对于功率半导体小型化及更节能的应用发挥到极致。

并木将逐年提高技术能力提高产品质量,预计将于2020年之前完成2寸钻石衬底的规模化生产,成本将能大幅下降;未来随着功率半导体市场需求与产品规格要求日渐提升后,以钻石衬底为核心的功率器件可望将广泛应用于国防及风力水力发电站等高端需求之外,在电动汽车、铁路及动车等的电动机组上也可望占据一席之地。(中国半导体行业协会)

丰田合成株式会社推出200lm/W的LED封装模块

日本清州的丰田合成株式会社创造了一个新的LED封装——TGWhite30H。该公司表示新的LED封装产出高达200lm/W,同时能保持色彩逼真。一般照明应用如灯泡、射灯、灯管、顶灯都可以使用新的LED封装。该封装规格为3.0mm×3.0mm×0.65mm(3030封装)。

据报道,该封装可以帮助减少照明的整体能耗。表面贴装的LED元件与蓝光LED模具相结合。

丰田合成表示,通过改进模具和封装材料,新封装相比之前的LED封装更加高效。该封装将低热阻和高效率相结合。该公司表示,热固性塑料具有更优的阻气性,以提高其可靠性。

3月,200lm/W封装的样品(TGWhite30H)将可供使用。此外,丰田合成计划发布的185lm/W封装(TGWhite30E)成本极具竞争力。2016年秋季,该公司打算推出新封装,经过进一步的发展,该封装将更加高效。(国家半导体光电产品检测重点实验室)

恩智浦发布比图钉还小的64位ARM处理器

恩智浦半导体已推出了QorIQLS1012A处理器,采用非常小的封装尺寸,为消费和网络应用提供企业级性能和安全性。该芯片是一款64位ARMv8处理器,具有與网络分组加速性能和OirIQ架构信任的安全能力,典型功耗1W。该芯片所有功能集成到一个微小的9.6mm×9.6mm封装尺寸当中。

该芯片针对的是依靠电池运行,但需要线速网络功能的产品,包括IOT网关,便携式娱乐设备,便携式存储设备等等。这也是针对基于对象存储设备设计的第一个处理器。基于对象的存储使用智能硬盘连接到数据中心以太网,LS1012A可以直接连接这种以太网,成为以太网络驱动器。

新的芯片结合了低功耗64位ARMCortexA53核心和低功耗2Gbps数据包加密加速器。它支持双2.5kM以太网PCIe,SATA3,以及集成PHY的USB3.0。该产品是市场上支持上述功能唯一功耗1W的64位产品。(中国半导体行业协会)

我国研发光量子集成芯片

前不久,中国科学院西安光学精密机械研究所在国际上首次在氮化硅微环内实现了可见光光频梳。

据悉,多光子纠缠态是量子通信、量子计算和超越经典极限的超高分辨率传感及成像技术的基石,同时在探索量子物理基本问题方面有着极为重要的应用。特别是大规模集成的片上纠缠光子源已成为量子应用技术发展的迫切需求。

而量子通信作为一种绝对安全的通信方式,可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。同时国家层面对于信息安全空前的重视程度,都促使量子信息成为具有顶层战略意义的重要领域和发展方向。在国家信息安全的战略背景下,预计国家层面政策和资金投入将持续向自主领域倾斜。(中国电子材料行业协会)

北斗导航手机芯片标准最快有望年底问世

北斗卫星导航系统专家委员会成员、武汉大学测绘遥感专家、中国工程院院士刘经南表示,目前武汉导航与位置服务工业技术研究院(以下简称“武汉导航院”)牵头,和武汉大学及国内其他相关研究团队合作,正联手制定北斗智能手机高精度定位导航芯片的相关标准,最快有望在今年底问世。

“这项标准的制定,已通过国际相关行业组织认可,被接纳为智能手机等导航高精度服务型芯片的北斗导航序列标准建设内容之中。”刘经南说,该标准经有关国际行业组织认证通过后,将成北斗在智能手机高精度定位导航芯片领域走向市场进而走向世界的“通行证”。据悉,武汉导航院参股的武汉梦芯科技有限公司已于去年成功开发出一款高精度手机用北斗导航芯片,今年已经规模化量产,即将投放市场。也就是说,与目前常用的美国的卫星导航系统GPS(Global Positioning System,全球定位系统)类似,也许用不了多久,北斗导航系统也将成为世界范围内智能手机的“标配”。

目前,北斗大众应用市场主要集中在手机位置服务和车辆应用2大细分市场。当前,我国这一市场还处于标配化应用启动期,今后在北斗应用市场中占比将会最大。数据也显示,从全球范围看,个人终端和车辆导航占卫星导航市场的60%以上。(中国半导体行业协会集成电路行业分会)

中科院研发出“寒武纪”神经网络处理器

日前,中国科学院计算技术研究所(以下简称“中科院计算所”)发布全球首个“神经网络”处理器科研成果,今年年内,这项成果将正式投入产业化,在不久的未来,反欺诈的刷脸支付、手机图片搜索等都将成为现实。

课题组负责人之一、中科院计算所副研究员陈天石说,“人工神经网络”从70多年前提出发展至今,计算系统的运算能力提升成为关键,而这种提升正是作为技术支撑的处理器爆炸式发展的结果。目前,谷歌“阿法狗”使用的处理器是在其他领域通用的CPU处理器。

据陈天石介绍,课题组团队已開始着手进行科研成果的产业化,今年年内就将正式启动。未来应用瞄准企业、科研院所等高性能服务器、高效能终端芯片、机器人芯片3大领域。比如手机拍照就知道这个人是谁;对众多视频按类别或喜好进行智能归类;“刷脸”支付也不成问题;图片搜索也可成为现实,只要路边随便拍下一棵树,就可以搜索到这棵树的所有资料,而不仅仅局限于现在的文字搜索。陈天石说,未来的服务既包括民生,也包括国家重大需求。(人民网)

海峡两岸集成电路产业合作发展将成新常态

长期以来,我国大陆在一些高附加值的芯片领域几乎全部依赖进口,2015年内资和外资企业共计消费1 450亿美元的各类芯片,但中国大陆芯片行业的供给率仅在10%左右徘徊。究其原因还是核心技术受制于人,缺乏关键技术人才和领军企业,致使设计能力较为薄弱,多为替国外厂商代工生产,进出口仍以“外商投资+加工贸易”的模式为主,大量产品需要出口到海外进行再设计和加工,产品附加值较低,企业利润空间狭窄。随着全球集成电路产业发展进入成熟期,在《国家集成电路产业发展推进纲要》的推动下,大陆集成电路产业必将获得前所未有的发展。然而,大陆集成电路企业光靠自身的有机成长是远远不够的,还需加大对外合作,通过收购兼并方式,破除知识产权封锁,规避国际巨头的“专利围剿”,实现产业的跨越发展。在这场弯道或变道超车的浪潮中,海峡两岸集成电路产业的合作发展将成新常态。(中国电子报)

康得新3 500万美元投资美国半导体公司Ostendo

3月7日,江苏康得新复合材料股份有限公司公告,全资子公司康得新光电拟以自有资金3 500万美元,以合作设立专项投资基金的形式投资美国Ostendo公司。

据公告披露,Ostendo公司是光用半导体技术领域的领先创新者。鉴于Ostendo公司在世界Micro-LED芯片、光场显示领域的丰富经验和领先地位,投资Ostendo公司使康得新在VR/AR、全息技术领域领先全球,进一步完善康得新新型显示技术产业布局和生态链建设,为康得新长期持续健康快速发展提供了重要的保障。

康得新通过专项基金投资之后,将不直接参与Ostendo公司的日常经营和管理。本次投资短期内不会对康得新正常生产经营和业绩带来重大影响,也不会影响康得新的业务独立性。(中国电子材料行业协会)

国家存储器基地落地武汉东湖新技术开发区

传闻许久的国家存储器战略方案最终定案,由国家集成电路产业投资基金股份有限公司、湖北省集成电路产业投资基金股份有限公司、国开发展基金有限公司、湖北省科技投资集团有限公司共同出资建设的国家存储器基地即将落地武汉东湖新技术开发区。项目总投资将达240亿美元。3月28日在武汉东湖存储器基地举行启动仪式。

从投资规模来看,这次国家存储器大战略中的产能规模预计20万~30万片(按照10k产能,2DNAND-3DNAND约7亿~9亿美元的投资预估),而主要产品也并非之前传言的主要发展DRAM方案,而是重点发展3DNAND,兼具一些2DNAND和DRAM产品。据悉,该项目技术以自研为主,其他关键技术来源目前还处于谈判阶段,可能合作的对象包括美光、IMEC等企业和机构。(中国半导体行业协会)

中信国安盟固利投资天津10亿元建3万t正极材料生产线

近日,中信国安盟固利锂离子动力电池正极材料项目签约仪式在天津宝坻举行。中信国安信息产业股份有限公司董事、总经理孙璐说,随着京津冀协同发展重大国家战略的深入实施和“高铁时代”的到来,宝坻的区位、交通等优势日益明显,正在成为投资沃土、兴业宝地。将抢抓有利时机,尽快启动项目建设,争取早投产、早见效,在融入和服务宝坻发展中做大做强。

中信国安盟固利锂离子动力电池正极材料项目落户在九园低碳示范工业园区,计划总投资15亿元。达产后,年可生产锂电池正极材料3万t、产值40亿元。(中国化学与物理电源行业协会)

猜你喜欢

芯片
芯片大探秘
只要技术深,沙子可变芯
沙粒变身芯片的漫漫长路
装错芯片的机器人
华捷艾米3D视觉处理芯片IMI3000
植入芯片变身“超人”,挥手开门不再是传说
透视眼
什么是AMD64
长江8号
小小芯片威力大