锗与硅 做半导体材料 各自的优缺点

先说说硅：作为现在最广泛应用的半导体材料,它的优点是多方面的. 1）硅的地球储量很大,所以原料成本低廉. 2）硅的提纯工艺历经60年的发展,已经达到目前人类的最高水平. 3）Si/SiO2 的界面可以通过氧化获得,非常完美.通过后退火工艺可以获得极其完美的界面. 4）关于硅的掺杂和扩散工艺,研究得十分广泛,前期经验很多. 不足：硅本身的电子和空穴迁移速度在未来很难满足更高性能半导体器件的需求.氧化硅由于介电常数较低,当器件微小化以后,将面临介电材料击穿的困境,寻找替代介电材料是当务之急.硅属于间接带隙半导体,光发射效率不高. ------------------------------------ 锗：作为最早被研究的半导体材料,带给我们两个诺贝尔奖,第一个transistor和第一个IC.锗的优点是： 1）空穴迁移率最大,是硅的四倍；电子迁移率是硅的两倍. 2）禁带宽度比较小,有利于发展低电压器件. 3）施主/受主的激活温度远低于硅,有利于节省热预算. 4）小的波尔激子半径,有助于提高它的场发射特性. 5）小的禁带宽度,有助于组合介电材料,降低漏电流. 缺点也比较明显：锗属于较为活泼的材料,它和介电材料的界面容易发生氧化还原反应,生成GeO,产生较多缺陷,进而影响材料的性能；锗由于储量较少,所以直接使用锗作衬底是不合适的,因此必须通过GeOI（绝缘体上锗）技术,来发展未来器件.该技术存在一定难度,但是通过借鉴研究硅材料获得的经验,相信会在不久的将来克服.

半导体（ semiconductor）指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。

超导体（英文名：superconductor），又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于一个极小值，可以认为电阻为零。

半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。

人类最初发现超导体是在1911年，这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）等人发现，汞在极低的温度下，其电阻消失，呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入，一方面，多种具有实用潜力的超导材料被发现，另一方面，对超导机理的研究也有一定进展。

扩展资料：

超导体基本特性：

一、完全导电性

完全导电性又称零电阻效应，指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。完全导电性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。

二、完全抗磁性

完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项 *** 作的顺序可以颠倒。

三、通量量子化

通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体（superconductor）—绝缘体（insulator）—超导体（superconductor）结构可以产生超导电流。

参考资料来源：

百度百科—超导体

百度百科—半导体

据路透社报道，韩国政府近日表示，其目标是到2030年，实现半导体制造产业链中50%的原材料、部件和设备可以在本土采购，目前这一比例只有30%。

这是韩国尹锡悦政府芯片产业强化战略的一部分。拥有全球最大存储芯片制造商三星和SK海力士的韩国，正寻求加强供应链的资源保障和稳定性，以打造成为该领域的“超级大国”。

韩国工业部称，将扩大对芯片产业的税收激励和支持措施。韩国芯片产业计划到2026年总计投资340万亿韩元。

其中，韩国政府和私营部门将投资3000亿韩元用于小企业创新和芯片设计公司的兼并和收购，这项投资将于明年开始。韩国还将在2024年-2030年花费9500亿韩元用于开发电力和车用芯片的可行性研究，到2029年前花费1.25万亿韩元开发人工智能芯片。

此外，韩国政府将研究在作为扩大芯片生产中心的地区——包括平泽和龙仁，为电力和水供应等生产基础设施提供更多资金。韩国政府还将考虑扩大对大公司的基础设施投资予以税收减免。

根据该计划，韩国政府和私营部门将共同努力，在10年内培训至少15万芯片行业人才，以增强劳动力储备。

2019年6月底，日本突然宣布对韩国暂停3种半导体核心原材料的供应，此举对于经济处于衰退边缘的韩国来说，无疑是一记重大的打击。

虽然如今日本在半导体行业的市场份额已经被美韩两国瓜分得所剩无几，但是在韩国进口的半导体材料中，32%来自日本。日本宣布停止供应的3种核心原材料——氟聚酰亚胺、光致抗蚀剂和高纯度氟化氢，韩国对其依赖程度分别达到93.7%、91.9%和43.9%。

即便日本之后恢复了对韩国部分半导体原材料出口，但是这一事件却让韩国半导体行业深刻意识到，对国外的依赖太严重了。随随便便的一次断供，就能扼住韩国半导体行业、甚至是整个韩国经济的咽喉。韩国工业部长宋允模也表示，尽管日本已经放松了对光刻胶的出口限制，但这并不是根本的解决方案。

与日本相比，韩国半导体技术的基础本就非常薄弱，而在三星致力于争夺半导体市场之际，日本却默默将两国的技术差距进一步扩大，这才有了日本轻易扼住韩国半导体"咽喉"的局面。对日本来说，这是本国半导体受到了韩国全面威胁后必要的战争，对韩国来讲，这是背靠大树“摸着日本过河”后必然的战争，这样的战争今后也有重燃的危险。

根据韩国产业通商资源部20日数据，今年上半年韩国进口材料·关键零部件·技术装备为1300.67亿美元，其中从日本进口200.72亿美元，占比15.4%，创下开始相关统计的2012年以来最低水平。

与10年前同期的24.2%相比，韩国对日依存度下降8.8个百分点。日本2019年7月限制对韩出口高纯度氟化氢、氟聚酰亚胺、光致抗蚀剂3种关键半导体材料，一个月后将韩国踢出日本的贸易优待白名单。此后韩国在材料·零件·装备方面的对日依存度不断下降。在从2019年上半年的16.9%小幅提高到2020年下半年的17.4%后，去年上半年大跌至15.9%，同年下半年再降至15.8%。

世界前两大芯片制造集群位于韩国的首尔以南和中国台湾西海岸。每一个都是数十年来通过政府、工业界和学术界之间谨慎、持续的合作建立起来的。这种高瞻远瞩、多方利益相关者的产业政策解释了各自集群的产业主导地位。

韩国还面临着强有力的竞争者，中国凭借大力投放的资源和摆脱外国依赖的决心，想要发展其半导体产业。中国半导体产业的崛起可能会影响韩国的技术领先地位。

“就中国而言，他们在半导体领域进行了大量投资，并且在许多方面已经领先于韩国，”电子工程教授 Cho 说。有分析指出，中国的半导体产业在全 社会 的一致努力下，将快速发展，巨大的国内市场也为其提供了机会。

此外，美国、欧盟和日本也渴望通过在该领域投入数百亿美元来重新获得自己的芯片制造基地。

面对人口减少和地缘政治不确定性，韩国经济要继续增长和繁荣，全力培育其芯片产业势在必行。

2021年5月，韩国宣布了一项高达4500亿美元的芯片投资计划，被称为“K-Semiconductor Belt 战略”，旨在将国家芯片产业提升到一个新的水平。当然，行业参与者已经宣布了大部分资本支出。

时任总统文在寅当时表示，韩国“将巩固其作为世界顶级存储半导体生产国的地位，并在逻辑半导体领域也处于全球领先地位，从而实现成为韩国综合半导体强国的目标。”

这种巨额支出将不得不继续下去。韩国未来的三个战略产业（逻辑半导体、现代 汽车 和生物制药）中，半导体产业将吸收该国的大部分投资资本和人才。

韩国发展半导体产业遇到的最大的障碍可能是韩国的监管机构。地方和国家层面的官僚作风、日益严格的环境监管、当地居民的抵制和房地产机会主义都让在韩国开展业务变得困难。

例如，三星宣布在平泽新建芯片制造厂后，该公司花了近五年时间才开始建设。

与行业内的竞争国家相比，宣布和建设之间的时间差距可能只有几个月。

很难说韩国能在芯片行业的顶峰地位保持多久。但随着国家经济的繁荣和声望，它将以前所未有的方式竞争。

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