半導體物理與器件
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-30
半導體物理與器件的視頻教程
半導體器件的功率循環及熱可靠性測試
本視頻介紹了半導體器件的功率循環及熱可靠性測試流程。 第一步：將待測器件與POWERTESTER連接，輸入相關參數，校準K系數（溫度敏感因子） 第二步：通過測試平臺內置的觸摸屏電腦，設置待測器件的循環策略，啟動設備，進行全自動熱瞬態及功率循環測試 第三步：數據分析（支持數據導出，進行結構函數分析、生成熱模型等）
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半導體物理與器件的實例教程
一般來說，模擬工程師基本上是必須掌握器件知識。
拿開關電容電路來說，要消除掉非理想的因素，達到高精度的加減法，就必須了解非理想的因素來自哪里。
比如電容，上極板和下極板就是不同，不同偏置的容值就是不同。要了解細節才能在設計中不掉坑里。才能設計得好。
而數字designer對工藝的掌握和器件基本知識要求不高，了解mos，知道大概怎么model，理解器件帶來的delay，就可以勝任大部分數字工作了。
如果你只是停留在寫Verilog代碼，然后做綜合，僅僅將自己的職位固化在數字電路前端設計這一段，確實沒有必要了解半導體物理。
但是寫好的芯片在設計或者測試的時候，出現各種難以解釋的問題，這就需要有良好的半導體物理知識來輔助分析了。
半導體設計整個知識體系是結構化的。我們要先學半導體物理，再學半導體器件模型，然后學電路原理，學各種電路模塊，學整個電路系統。
我們在做IC設計的時候，一般最多在器件模型的層面思考。
比如給我一只晶體管，我只會想它的電流電壓關系，寄生電阻電容，而不會去想它的電子空穴。
如果是系統設計，則更多的在電路模塊的層面思考，電路模塊的增益帶寬噪聲之類的，而不會去想晶體管的電流電壓。
注意我上面說的是一般情況。那什么時候會出現“不一般”情況呢？我認為是在遇到難以解決的問題時。
我們在結構化知識的時候會進行假設和簡化，有些極端的情況下這些假設和簡化不再成立，會造成在這個結構化層面沒法解決的問題。
這時候我們需要回溯到更基礎的層面來思考。這樣一層一層回溯下去，就需要使用到半導體物理的知識了。
展開 1 高效能半導體器件研究進展
1.1寬禁帶半導體氮化鎵射頻器件
由于纖鋅礦結構的GaN材料具備很強的自發極化和壓電極化效應，使其在AlGaN/GaN界面會形成高電子遷移率的二維電子氣(
2DEG
)，2DEG導電能力遠大于傳統半導體器件導電溝道，這也是GaN器件能夠實現高頻高功率的原因。
目前在材料方面，國內GaN，SiC的材料生長已實現國產化，這為我國第三代半導體器件的發展奠定了良好的基礎。在器件方面，國內也取得了非常好的進展，一大批高性能GaN器件從實驗室、研究所走出，開啟第三代半導體器件的廣泛應用。
西安電子科技大學開展了面向5G的C波段的GaN大功率射頻器件的研究，如圖2，在頻率為5GHz，Vd為28V時進行三次諧波調制研究，連續波工作狀態下，器件的功率附加效率到達了目前國際最高指標85.16%，且功率密度為7.0W/mm，功率增益為14.9 dB，這也為6G通信的發展提供了強有力的支撐，為未來毫米波通信奠定了重要的基礎。
1.2 超寬禁帶半導體氧化鎵材料與器件
寬禁帶半導體材料已經能較好支撐高效能半導體器件的發展。近幾年來，學術界正在發展超寬禁帶半導體氧化鎵，Ga2O3具有4.8eV的禁帶寬度。超寬禁帶半導體在理論上具備更高的擊穿電壓、更大的功率密度，為高功率、高壓器件的發展提供了新的思路，讓我們對未來半導體器件的發展充滿期望。
展開 而美國半導體巨頭安森美半導體(ON Semiconductor）也將以車載半導體為中心，擴充功率半導體產品。
中國的比亞迪也在日前表示，明年會將其IGBT的產能從現在的5萬片提升到十萬片左右。
順便說一下，IGBT的歷史并不是很久遠。1990年左右進入市場，最初并未成為人們的話題。登場的契機居然是因為用在了豐田的混合動力車--“PRIUS-普銳斯”上，自那以后，開始逐漸推廣用于汽車上。
SiC功率器件以電動車為中心，擴展用途
以IGBT為“主角”功率半導體市場很活躍，SiC功率半導體也相當備受矚目。Band gap（禁帶寬度）比硅（1.12）高3.26，熱傳導率也比硅（1.5）高4.9。在周波特性方面也很突出，在對應高電壓方面也實現了1,200V以上。可以說，對于高電壓、高電流應用方面是最合適的功率器件。
據中村先生說，“羅姆公司在本田的Clarity（一款氫燃料電池電動車）上搭載了SiC功率器件，它是世界首次用Full SiC驅動的燃料電池車，由于具有高溫條件下動作和低損耗特點，可以縮小用于冷卻的散熱片，通過高頻切換也實現了電抗器的小型化。為此，擴大了內部空間，豐田的燃料電池車MIRAI可以坐4個人，本田的Clarity實現了5人座”。
SiC功率器件的目標市場是EV、混合動力車、燃料電池車等電動車。最近也開始用于功率調節器（power conditioner）、工業機器的電源等方面。成本方面相當具有優越性。也開始搭載在鐵道上，JR的新干線N700系列等已經使用，但是只采用了三菱電機公司的Full SiC。富士電機、日立制作所、東芝等公司還沒有實現Full。
德國英飛凌同樣是SiC市場一個重磅玩家。
展開 電力電子元器件已經成為現代電子系統中重要的組成部件，同時，元器件的熱性能將大大影響整體設備的可靠性。庭田科技提供的POWERTESTER測試平臺，在不破壞待測器件的前提下，僅需三步，即可高效安全的測試IGBT、硅和碳化硅MOSFET、二極管等半導體器件的使用壽命及熱可靠性。
第一步：將待測器件與POWERTESTER連接，輸入相關參數，校準K系數（溫度敏感因子）
第二步：通過測試平臺內置的觸摸屏電腦，設置待測器件的循環策略，啟動設備，進行全自動熱瞬態及功率循環測試
第三步：數據分析（支持數據導出，進行結構函數分析、生成熱模型等）
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【視頻介紹】
本視頻介紹了Simcenter POWERTESTER 1800A 12C 12V 產品的操作流程。產品用于功率半導體熱可靠性和壽命測試。在功率循環期間，基于熱瞬態測量的結構函數進行采樣，以識別封裝熱結構的退化和故障根源。
根據客戶需求，庭田科技將提供更多型號的選擇。如需了解更多產品信息，請聯系我們：
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展開 來源：Anup Bhalla
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地點：深圳國際會展中心
時間：2026年10月27-29日
主辦單位：
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勵展博覽集團
展會介紹：
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隨著半導體器件不斷向高頻、高功率、高集成度方向發展，器件的有源區工作溫升也隨之升高，導致性能及長期可靠性降低。為了有效進行散熱設計和性能檢測，必須精確測量器件有源區溫度變化并分析熱阻構成分布，這對半導體器件生產行業及使用單位至關重要。
自1947年第一支雙極性晶體管誕生以來，半導體行業的迅速發展改變了社會面貌并影響著人們的生活。從1965年摩爾定律的提出開始，半導體技術按摩爾定律不斷發展
探索熱阻測試儀在半導體器件熱管理中的應用與前景
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李樹深，中國科學院大學校長、黨委書記，中國科學院院士、發展中國家科學院院士
報告題目：多鐵性電子材料和器件（擬）
南策文，清華大學教授，中國科學院院士
此次收購是對Ansys現有簽核解決方案的強有力補充，有助于集成電路（IC）設計人員在設計流程中盡早發現問題
主要亮點
瑞森半導體于2018年開始與中國家喻戶曉的品牌九陽股份合作，并成為九陽在功率半導體器件上的長期合作伙伴。在合作期間，瑞森半導體始終堅持“首件確認，始終如一”的產品理念，得到九陽股份的高度認可與信任。
電力電子元器件已經成為現代電子系統中重要的組成部件，同時，元器件的熱性能將大大影響整體設備的可靠性。庭田科技提供的POWERTESTER測試平臺，在不破壞待測器件的前提下，僅需三步，即可高效安全的測試IGBT、硅和碳化硅MOSFET、二極管等半導體器件的使用壽命及熱可靠性。
第一步：將待測器件與POWERTESTER連接，輸入相關參數，校準K系數（溫度敏感因子）
01
氮化鎵和碳化硅同屬第三代半導體，在材料特性上有什么相似之處和不同之處？根據其不同的特性，分別適用在哪些應用領域？貴公司目前在SiC和GaN兩種材料的半導體器件方面都有哪些主要的產品？
相似之處：相較于傳統的硅材料，以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導體材料，具有更大的禁帶寬度、更高的臨界場強，使得基于這兩種材料制作的功率半導體具有耐高壓、低導通電阻
