半導體器件物理的案例
半導體元件物理的掌握程度對IC設計有什么影響？
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 高效能半導體器件進展與展望
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 功率半導體器件的機遇與挑戰
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 高效預測半導體器件使用壽命
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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關注 | SiC器件如何改變半導體行業的面貌
來源：Anup Bhalla
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電力半導體元器件簡介（雙極型、單極型、混合型）
電力半導體元器件大多是以開關方式工作為主，對電能進行控制和轉換的電力電子器件。如可關斷晶閘管（英文縮寫：GTO）、電力晶體管（GTR）、功率場效應晶體管（Power Mosfet）、絕緣棚式雙極型晶體管（IGBT）、靜電感應晶體管（SIT）、靜電感應晶閘管（SITH）、MOS晶閘管（MCT）等。
電力半導體元器件可分為三類：雙極型、單極型、混合型。
雙極型器件是指器件內部的電子和空穴兩種載流子都參與導電過程的半導體器件。這類器件的導通電阻小于0.09Ω，導通電壓降低，阻斷電壓高，電流容量大。常見的有GTO（可關斷晶閘管）、GTR（電力晶體管）、SITH（靜電感應晶閘管）等。GTO耐壓高（4500V）、電流大（5000A）。GTR具有控制方便、開關時間短、導通電壓低、高頻特性好等優點。SITH用棚極控制開通和關斷，具有導通電阻小、導通電壓低、開關速度快、功耗小、關斷電流增益大等特點。
單極型器件是指內部只有主要載流子參與導電過程的半導體器件。常見產品有Power Mosfet（場效應晶體管）、SIT（靜電感應晶體管）。前者為電壓控制器件，具有驅動功率小、工作速度高、無二次擊穿問題、安全工作區寬等優點。后者是三層結構的多數載流子器件。具有輸出功率大，失真小、輸入阻抗高、開關特性好等優點，可工作于放大和開關兩種狀態。
混合型器件是雙極型和單極型器件集成混合而成。它們利用耐壓高、電流大、導通電壓低的雙極型器件（GTO、GIR等）作為輸出原件，用輸入阻抗高、相應速度快的單極型器件（Mosfet）作為輸入級，因此具有兩者的優點。典型產品有IGBT（絕緣棚式雙極型晶體管）、MCT（MOS晶閘管）等。
展開 MEMS器件多物理場耦合仿真分析
這使您能夠：
◆ 定義MEMS相關的多物理場單元
◆ 添加特定的MEMS材料屬性
◆ 應用MEMS相應的邊界條件
小結
在ANSYS Workbench平臺上，利用ANSYS Mechanical 、和ANSYS ACT可用于解決與MEMS器件（包括微鏡）相關的非常困難的非線性問題。
*本文版權歸上海安世亞太所有，如需轉載，請與我們聯系。
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2026深圳國際半導體及電子元器件展覽會
展示范圍：
主動元器件：MCU、模擬/數字IC、電源IC、存儲器、FPGA、嵌入式系統等
被動元器件：電容、電阻、電感、繼電器、開關/連接器、線束等
車規元器件：計算控制芯片、功率半導體、傳感器、通信芯片等
感謝您對本屆展會的參會和支持，謹祝參展成功！
192頁PPT | 半導體器件模擬仿真 (可下載)
感謝閱讀，如需本文內容原件，關注公眾號回復“53”
MEMS器件多物理場耦合仿真分析
這使您能夠：
◆ 定義MEMS相關的多物理場單元
◆ 添加特定的MEMS材料屬性
◆ 應用MEMS相應的邊界條件
小結
在ANSYS Workbench平臺上，利用ANSYS Mechanical 、和ANSYS ACT可用于解決與MEMS器件（包括微鏡）相關的非常困難的非線性問題。
想問一下關于半導體器件仿真的問題
我想仿真一個垂直溝道的三極管可以用什么軟件啊，ansys可以嘛
英飛凌采訪：第三代半導體與硅器件將長期共存
英飛凌還宣布，將投資20多億歐元在居林建立一個廠區，主要生產化合物半導體。我們還將繼續擴大菲拉赫的產能。
2018年，英飛凌戰略性地收購了Siltectra公司的晶圓和晶錠切割技術，通過大幅減少SiC生產過程中的原材料損耗來提高產出，從而提升了我們的競爭優勢。
07
這您認為隨著成本的下降，未來GaN在中低功率領域能否完全替代二極管、IGBT、MOSFET等硅基功率器件？在功率器件的工藝上第三代半導體帶來了哪些改變？
至少在可見的將來，第三代半導體不會完全取代第一代半導體。因為從性價比的角度來說，在非常寬的應用范圍中，硅基半導體目前依然是不二之選。第三代半導體目前在商業化上的瓶頸就是成本很高，雖然在迅速下降，但依然遠高于硅基半導體。
當然，我們可能在市面上看到一些定價接近硅基半導體的第三代半導體器件，但并不代表它的成本就接近硅基半導體，那是一種商業行為，就是通過低定價來催生這個市場。以目前的工藝來講，第三代半導體的成本還是遠高于硅基半導體。
在可預見的將來，基本上硅基半導體還是會占據大部分市場。碳化硅主要用在高功率、高電壓的場景。氮化鎵則主要是用在追求超高頻率的場景，手機快充就是一個很顯著的例子。
展開 半導體物理考研，公式怎么記？
微電子考研科目中，半導體物理計算量相對小，但公式可不少。
這篇文章就講講我考研時記半導體物理公式的方法。
同時有償分享公式默寫表格。 [獲取方式見文末]
為什么記公式
首先，半導體物理基本必考計算題，分值動輒十分二十分，絕對是重中之重。
此外，很多簡答題會直接或間接用到公式，很多題結合公式回答，會更簡潔更準確。
怎么記公式
我考研時記半導體物理公式的方法，主要有三個方面：
一，做題，找公式。
二，看書，理解公式。
三，默寫，牢記公式。
一，做題，找公式。
公式那么多，哪些是要記的呢？
最簡單的方法就是去做題，做課后題，做歷年真題。
做題時經常用到的，就是要記的公式。歷年真題用到的公式都要牢記。
我做題時，有時要翻課本找公式，有時要看答案，之后會記下用到的公式。
二，看書，理解公式。
記下公式后，還需要仔細讀課本，理解每項代表什么、公式怎么使用。
理解公式的意義，能幫我們理清各部分之間的邏輯，做到融會貫通。
絕大部分公式只要做到記住公式、理解意義、會用公式即可。
但極偶爾的情況下，會考公式的推導，請根據報考院校歷年真題判斷。
三，默寫，牢記公式。
這個方法對我記住公式的幫助非常大。
半導體物理公式多，形式又復雜，很容易記錯。
我的解決方法是：動手，動手，動手。重復，重復，重復。
很多時候，覺得記住了，不代表真的記住了。
看到公式時，大腦：我會了。
做題要用時，手：這里是加號還是減號來著？
展開 探索熱阻測試儀在半導體器件熱管理中的應用與前景
探索熱阻測試儀在半導體器件熱管理中的應用與前景
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，集成電路密度增加、尺寸縮小，導致工作過程中散熱能力下降。熱量積累導致器件結點溫度升高，進而性能下降。因此，熱阻測試、功率測試在半導體研發中至關重要。
第一支雙極性晶體管
熱阻是指熱量在熱流路徑上的阻力，是表征介質或介質間熱傳導能力的重要參數，其物理意義是單位熱量引起的溫升，單位是℃/W。把溫差看作電壓，把熱流看作電流，那么熱阻就可以看作是電阻。
半導體器件特征尺寸持續縮小、功率密度增加，導致器件結溫升高，這直接影響器件性能和壽命。70%的電子器件損壞與高熱環境應力密切相關。器件的瞬態溫升與熱阻密切相關，熱阻由芯片層、焊料層、管殼等組成。利用瞬態溫升技術，可測得器件穩態熱阻和溫升，不但可以測得半導體器件穩態熱阻和溫升，而且可以直接測量各部分對于溫升的貢獻，計算芯片熱流路徑上的縱向熱阻構成，對器件熱可靠性設計、散熱問題解決、產品性能提升和長期可靠性至關重要。
半導體器件內部熱阻構成示意圖
目前，國內外對單芯片內部熱阻組成和結殼熱阻進行了廣泛研究，并有一些科研院所和企業研制出了熱阻測試儀。美國AnalysisTec公司的Phase11熱阻測試儀和MicRed公司的T3Ster熱阻測試儀是兩款比較有影響力的商業化熱阻測試儀。
展開 拆解報告 ：瑞森半導體功率器件在九陽Z2-Vmini 榨汁機上的應用
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。
九陽Z2-Vmini榨汁機開箱展示
九陽Z2-Vmini榨汁機內含有主機、推料棒、螺桿、擠汁器、支架、果渣桶、接汁杯 、USB充電線及產品使用說明書等。
產品采用便攜式設計，體積迷你，為原汁機的3分之一。拿在手上的直觀感受，小巧而精致。
頂部面板有電量顯示，剩余電量一目了然，開關按鍵同樣位于頂部，通過開關按鍵可以控制原汁機的開/關機和正/反方向，雙擊即可啟動。這里的正反方向控制，可以更好地將原汁機縫隙里的果肉碾壓出果汁。
這款產品通過USB口為其充電，充電口附有橡膠塞，使用防水結構，4小時即可充滿，充電不受使用場景的限制，如手機插頭、車載充電以及充電寶均可。
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