硅与其他资料在集成电路中的比较

硅与其他。资料中半导体 。集成资料在 。电路集成电路 
。比较使用中的资料中比较可从以下维度打开剖析：

一、根底特性比照。集成

二、中心优势范畴。

‌。硅资料 。‌
。

‌。干流逻辑芯片。‌：全球95%的集成电路选用硅基制作，因其本钱低（12英寸晶圆本钱仅为砷化镓的1/10） 、工艺老练（支撑3nm制程）14。

‌。集成度优势。‌ ：硅晶圆直径可达300mm，单晶缺点率低于0.1/cm² ，合适超大规模集成814。

‌。氧化层特性 。‌ ：天然生成的SiO₂绝缘层（介电常数3.9）是。MOSFET
。器材的抱负介质28。

‌
。化合物半导体 。‌
。

‌ 。高频使用。‌：砷化镓电子迁移率是硅的5.7倍，适用于
。5G  。毫米波（＞30GHz）器材49  。

‌
。功率器材。‌：碳化硅击穿电场强度达硅的10倍，可使电动汽车。逆变器。损耗下降70%112  。

‌ 。光电。转化 。‌：磷化铟(InP)在光。通讯
。波段（1310/1550nm）量子功率超90%4。

三、要害功能短板 。

‌。硅的局限性。‌ 。

禁带宽度窄导致高温漏电流大（＞150℃功能骤降）911 。

高频特性差（截止频率＜100GHz），不合适太赫兹使用411 。

‌。代替资料应战。‌ 。

‌  。本钱问题。‌ ：6英寸碳化硅晶圆价格是硅晶圆的20倍12 。

‌。晶圆尺度 。‌：氮化镓量产晶圆最大直径仅8英寸，约束产能提高12 。

‌。工艺兼容性 。‌ ：砷化镓器材需特别生产线，与硅基产线不通用4。

四 、技能演进趋势 。

‌。混合集成。‌：硅基CMOS与氮化镓 。射频。器材3D堆叠（如苹果5G射频模组）12。

‌。异质外延 。‌：在硅衬底上成长GaN薄膜以下降本钱（已完成200mm工艺）12。

‌。量子核算。‌ ：硅-28同位素自旋量子比特相干时刻打破1秒11 。

当时硅仍主导逻辑芯片商场 ，而第三代半导体在功率/射频范畴加快浸透
 ，构成互补共存格式48。