淺談大數(shù)據(jù)時(shí)代半導(dǎo)體工藝技術(shù)發(fā)展的新模式

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的不斷深入， 大數(shù)據(jù)廣泛普及到生活中的方方面面，尤其是在大數(shù)據(jù)背景下，這對(duì)半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展影響也較為深遠(yuǎn)。因此，本文就大數(shù)據(jù)視角下如何進(jìn)行半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及其未來發(fā)展的新模式進(jìn)行了分析論述。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體；工藝技術(shù)；大數(shù)據(jù)

導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體三者之間的電導(dǎo)率存在著如下關(guān)系：絕緣體>半導(dǎo)體>導(dǎo)體。而且，一定的溫度條件范圍下，溫度升高，半導(dǎo)體內(nèi)部的電荷載流子濃度也隨之升高，造成其電導(dǎo)率降低，半導(dǎo)體的此種獨(dú)特的性質(zhì)使近四分之三的領(lǐng)域包括醫(yī)療衛(wèi)生、生產(chǎn)生活、科研教學(xué)等都廣泛使用半導(dǎo)體進(jìn)行溫度測(cè)量。同時(shí)，因其良好的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，半導(dǎo)體還廣泛地應(yīng)用于無線電產(chǎn)品，LED照明，太陽能電池等光學(xué)和電學(xué)產(chǎn)品。因此，本文就大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下如何提升半導(dǎo)體工藝技術(shù)水平進(jìn)行了分析探討。

一、半導(dǎo)體材料的歷史發(fā)展

半導(dǎo)體具有獨(dú)特的屬性，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，隨著信息時(shí)代迅猛發(fā)展與科技的飛速進(jìn)步，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域要求材料和器件具有多種功能。因此研究開發(fā)具有多種功能的新型半導(dǎo)體勢(shì)在必行。

單晶體的鍺與硅是早期使用的半導(dǎo)體材料。首個(gè)制造晶體管與固態(tài)器件的半導(dǎo)體材料就是鍺，但因?yàn)殒N的性能有限且難于加工，不能制造出人們理想中的產(chǎn)品，所以幾乎沒人繼續(xù)使用。Si有廣泛的來源，同時(shí)兼?zhèn)渲圃旃に嚭唵?、可加工性?qiáng)的特性，利用其成套的制造方法可得到成本低集成度高的優(yōu)質(zhì)半導(dǎo)體材料。所以硅一直被人們應(yīng)用，是現(xiàn)代應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料之一。由于Si傳輸速度較慢且功能單一，化合物半導(dǎo)體應(yīng)運(yùn)而生。化合物半導(dǎo)體是至少由兩種元素組成的具有半導(dǎo)體性質(zhì)的一種化合物。化合物半導(dǎo)體產(chǎn)品因其能耗低、速度快等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)。化合物半導(dǎo)體工藝起步晚且不成熟，在某些性能上雖不如Si，但其制造的器件所具有的速度較快，工作溫度高，頻率響應(yīng)較好且符合集成光電子學(xué)的需求等優(yōu)點(diǎn)足以使之在短時(shí)間內(nèi)成為半導(dǎo)體市場的新寵

二、大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下半導(dǎo)體材料在21世紀(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，市場上主要的半導(dǎo)體材料有三種，分別是單晶硅、化合物半導(dǎo)體和具有二者共同性質(zhì)的混合型半導(dǎo)體，這些半導(dǎo)體材料主要用來生產(chǎn)傳統(tǒng)的大中小微型電子產(chǎn)品，由于太陽能光電池和LED節(jié)能燈的興起，半導(dǎo)體材料的市場也因此擴(kuò)大。下文將介紹當(dāng)前核心半導(dǎo)體材料及其加工工藝。

（一）主流半導(dǎo)體材料的介紹

目前SiC制造出的產(chǎn)品已能滿足其在500℃以上環(huán)境中使用的需求。但如今GaN的RF技術(shù)也飛速發(fā)展著，在功率性能上甚至已經(jīng)超過了Sic。Sic在市場上的地位已經(jīng)岌岌可危。SiGe化合物半導(dǎo)體材料-隨著科技的蓬勃發(fā)展，MBE、CBE等技術(shù)也隨之成熟，這為能從Si襯底上結(jié)出Ge-Ci合金，得到Si/SiGe異質(zhì)結(jié)提供了前提條件。SiGe HBT被稱為第二代Si新技術(shù)，它有著比Ⅲ-Ⅴ族化合物更大的優(yōu)點(diǎn)，目前SiGe的目標(biāo)為把技術(shù)推向市場。但仍需繼續(xù)研究如何提高其性能。

（二）半導(dǎo)體材料制備工藝

最近幾年來，各種各樣的先進(jìn)技藝常被應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的制造中，例如MBE、VCE、HVPE等。兼容手段利用外延生長法，使Si片表面外延長出幾微米薄膜，進(jìn)而生產(chǎn)各種半導(dǎo)體基片。半導(dǎo)體材料技術(shù)由于兼容技術(shù)的出現(xiàn)有了很大的發(fā)展，兼容技術(shù)合并了兩種材料的獨(dú)特性質(zhì)，使其性能更加優(yōu)良。據(jù)專家預(yù)言，未來半導(dǎo)體兼容技術(shù)的主要應(yīng)用市場將會(huì)是光電兼容IC。由于IC電路的特征尺寸越來越小，對(duì)集成電路襯底的主要原料-單晶硅的制造要求也越來越高。右圖為將來細(xì)微化工藝技術(shù)的發(fā)展預(yù)測(cè)表。

三、大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下我國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展及新模式

雖然我國已步入大數(shù)據(jù)時(shí)代，但仍有很多人不了解大數(shù)據(jù)的發(fā)展形式，有效增加大數(shù)據(jù)的應(yīng)用對(duì)我國各行各業(yè)的影響是十分重要的，且對(duì)各行各業(yè)起著引導(dǎo)作用。本文對(duì)大數(shù)據(jù)的發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行了簡單的介紹。

其一，突破科學(xué)理論。迅猛發(fā)展的大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，對(duì)各行各業(yè)來說都是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)，其在相關(guān)技術(shù)的普及和突破上都是十分明顯的。

其二，建立數(shù)據(jù)科學(xué)和聯(lián)盟。是大數(shù)據(jù)在將來成為一門專業(yè)是其發(fā)展過程中的必經(jīng)之路，它會(huì)被越來越多的人熟識(shí)，除此之外，和大數(shù)據(jù)相關(guān)的行業(yè)職位也會(huì)越來越多，數(shù)據(jù)共享將會(huì)成為一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)中心。

其三，數(shù)據(jù)的資源化。資源化即社會(huì)和企業(yè)更多的關(guān)注已經(jīng)屬于戰(zhàn)略資源的大數(shù)據(jù)內(nèi)容，使大數(shù)據(jù)更加引人注意，因此，為獲得市場的主導(dǎo)權(quán)，企業(yè)將開啟大數(shù)據(jù)資源的戰(zhàn)略計(jì)劃。

其四，深度結(jié)合云計(jì)算。云計(jì)算為處理大數(shù)據(jù)提供了強(qiáng)有力的支持，二者是密不可分的，其與云計(jì)算的深度結(jié)合始于2013年，由于大數(shù)據(jù)的迅速發(fā)展，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算二者之間的關(guān)系會(huì)越來越密切。

其五，數(shù)據(jù)管理成為企業(yè)的核心競爭力。企業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)的理解決定著該企業(yè)的發(fā)展。而且，大數(shù)據(jù)的處理會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)營方式與管理效率產(chǎn)生直接的影響。除此之外，大數(shù)據(jù)技術(shù)還能使企業(yè)對(duì)自身進(jìn)行充分的認(rèn)知并指導(dǎo)企業(yè)向更好的方向發(fā)展，不容小覷。

四、結(jié)語

總行，不難發(fā)現(xiàn)，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是大數(shù)據(jù)的影響下，我國半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展面臨著新的環(huán)境，一方面要如何融入大數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，提升半導(dǎo)體工藝技術(shù)水平，另一方，還要延伸半導(dǎo)體技術(shù)的價(jià)值功能，廣泛應(yīng)用生活中的各方面，這樣才能掛鉤更好的實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)和半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展和融合，為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造一些有益的條件。

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作者簡介：包禎美，女，本科，畢業(yè)院校于重慶工商大學(xué)，工作于中國振華集團(tuán)永光電子有限公司（國營第八七三廠）。