摘要：自然界中的物质主要是按照导电性能差异进行划分的，分为导电性能好的导体，比如说：银、铁、铜，而不能导电的绝缘体主要是橡胶、塑料、陶瓷等，半导体的为砷化镓、硅、锗等等。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析半导体材料性能和应用分析，希望对相关从业人员有所帮助。
关键词：半导体；材料性能；绝缘体
Abstract：the nature of the material is mainly carried out in accordance with the conductive performance difference divided，divided into conductive performance is a good conductor，such as：silver，iron，copper，and cannot conduct electricity insulators is mainly rubber，plastic，ceramic，etc.，as the gallium arsenide semiconductor，silicon，germanium，etc. In this paper，based on actual work experience，the author briefly analysis of the semiconductor material performance and application analysis，hope to be helpful to the related professionals.
Key words：semiconductor；Material performance；insulators
前言：
半导体主要是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质，其导电能力在温度、光照、掺入的不同而变化，尤其是掺杂能够对半导体导电性能、导电的类型有所改变，这就是半导体广泛应用在各种制造电子元器件、集成电路的依据。
1 半导体的材料发展分析
自然界中的材料和物质主要是按照导电的能力进行划分，主要划分成绝缘体、导体、半导体，而半导体主要是指电阻率为1mΩ•cm~1GΩ•cm，还有就是取其1/10或者是10倍，在通常情况，半导体的电导率在温度不断升高，而逐渐的减小，这个和金属导体有着相反的性质。
第一代的半导体主要是元素半导体，比较典型的就是硅基、锗基半导体，在这两个中间，硅基半导体的技术相比要成熟一些，应用范围也比较广泛，通常应用硅基半导体对元素半导体名称进行替代。
第二代的半导体材料主要是化合物半导体。化合物的半导体主要是以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、氮化镓（GaN）等等作为代表的，其中包含了诸多其他的III―V族化合物半导体。在这些化合物中，商业半导体的器件中应用最多的还是砷化镓（GaAs）和磷砷化镓（GaAsP）、磷化铟（InP）、砷铝化镓（GaAlAs）、磷镓化铟（InGaP），而砷化镓的技术是比较成熟的，应用范围较为广泛。
2 半导体材料应用
半导体材料在早期主要是应用在检波器方面，实际上是经过利用半导体的整流效应，将其作为检波器，点接触二极管。除了检测器，在早期的时候，半导体还应用在整流器、光伏电池和红外线探测器上，而半导体的四个效应在基本上已经广泛应用。在1907年的时候，美国的物理学家就研制出比较成功的晶体整流器、氧化亚铜的整流器以及硒整流器，在1931年的时候，兰治、伯格曼已经成功研制硒光伏的电磁，在1932年的时候，德国研制出硫化铅、硒化铅、碲化铅等的半导体红外探测器，在二战的时候，主要是应用侦测飞机、舰船，并且盟军在半导体的研究方面获得一定成效，英国利用红外探测器对德国的飞机多次的侦测到。在今日，半导体现已广泛的应用在工业化制造、通讯、家电和航空、航天方面，在1994年的时候，工业化电子市场份额占据6910亿美元，在1998年的时候，增加至9358亿美元，在后来因为美国经济危机，使得半导体市场份额下降，在1995年的时候为1500亿美元，下降到1998年的1300多亿美元，随着几年不断徘徊，半导体市场份额现已逐渐回升。
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3 第二代的半导体材料发展方向分析
3.1 消费类的光电子
光存贮、数字电视、全球家用电子产品装备无线控制、数据连接比例越来越高，音视频的装置日益的无线化，并且随着笔记本电脑不断普及下，其产品市场为化合物的半导体产品应用带来较大新市场。
3.2 汽车光电子的市场
在现阶段，汽车防撞雷达已经在诸多高档车上得到广泛的应用，相信在日后也会更加的普及，汽车防撞雷达一般工作在毫米波段，所以说肯定会离不开砷化镓、磷化铟，它的中频部分就应用了锗硅，因为全球汽车工业比较庞大，这就预示着势必会并发较大的市场。
3.3 半导体的照明技术迅速发展
基于半导体的发光二极管（LED）的半导体光源光源有着体积较小、发热量相对较低、耗电量较小、寿命长、环保、反应速度快、耐冲击不易破、废弃物可回收，没有污染、容易平面封装和容易开发成轻薄短小产品的特点，有着重大经济技术价值、市场的前景。尤其是基于LED半导体照明产品有着绿色环保和高效节能的特点，在全球资源日益紧张和保护环境可持续化发展的背景下，在世界范围内将会引发一场时代性的照明革命，称为继白炽灯、荧光灯后的新一代电光源，走进千家万户中。在现阶段，LED已经广泛的应用在大屏幕的显示、交通信号灯、收集背光源等，开始应用在城市夜景的美化、亮化，地灯、手电筒、景观灯和指示牌等，在单体LED亮度、发光效率逐渐提升下，逐渐进入普通的室内照明、笔记本电脑背光源、台灯、LCD显示器背光源等等，并且有着比较广阔的应用前景。
3.4 新一代的光纤通信技术
在新一代的40Gbps光通信设备在市场上的应用，有效的替代了以往的25Gbps设备使用，而这些设备中将大量的应用到砷化镓、锗硅、磷化铟等化合物半导体的集成电路。
3.5 移动通信技术
在现阶段，移动通信技术正在不断的向着利于化合物半导体产品方向而发展，在现阶段，第四代的4G技术现已全面应用，第五代5G技术概念也已经明确的提出，5G技术对手机应用要求相对较高，在楼内可以接入无线局域网（WLAN），即可工作到2.4GHz和5.8GHz，在室外可在二代、二代半、三代、四代等任意制式下工作。因此这是一种多功能、多频段、多模式的移动终端。从系统小巧来说，当然会希望实现单芯片集成（SOC），但是单一的硅技术不能在多功能、模式方面得到性能上的最佳，需要将其各性能功能进行结合在一起，只能应用系统级封装SIP，主要是在同一封装中，采用硅、锗硅、砷化镓等技术，对其不同的功能进行实现，为砷化镓带来新的发展前景。
4 第三代半导体的材料
第三代的半导体材料凭借着优越的性能、较大的市场前景，现已成为全球导体市场竞争的焦点。第三代半导体材料主要是包含SiC、GaN、金刚石的呢个等，因为其禁宽带Eg大于或者是等于2.3电子伏特，又称为是宽带禁带半导体的材料。在现阶段，电子器件使用条件比较恶劣，若想有效的适应高频、耐高温、大功率和抗辐照等的特殊环境，为满足未来电子器件的需求，需要采用新的材料，最大限度的提升电子元器件内在的性能。
与第一代和第二代的半导体材料相比，第三代的半导体材料有着高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高健合能的优点，能够有效的满足现代化电子技术对高温、高压、高功率、高频和抗辐射等恶劣条件的新要求，是半导体材料领域的前景材料。在国防、航空、航天、光存储以及石油勘探方面有着广泛应用，在宽带通讯、太阳能、半导体照明、智能电网和汽车制造方面应用，可以有效的降低50%的能量损失，进而使得装备体积可以减小75%以上，对人类科技发展有着里程碑的意义。
结束语：
总而言之，在国家发展战略不断推动下，在节能减排、信息技术快速发展有着较好的产业基础，并且有着迫切的市场需求，所以我国就有望集中在优势力量一举实现技术方面的突破。
参考文献：
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论文作者:杜德良
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/25
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