到底什麼才是第三代半導體晶片?第三代半導體晶片與第一、二代相比,又有哪些不同?單建安表示,兩者從所用材料、性能、應用範疇三大範疇都有較大差異,特別是由於第三代半導體功率大、驅動快、省電且體積小,比起聚焦信號處理和計算能力「想得快」功能,更有着「力更強」的特質。
不過他亦強調,第三代半導體晶片並非為了完全取代第一、二代,而是進行拓展與延伸。未來隨着新能源、電動汽車等技術與應用日益成熟並推廣壯大,第三代半導體的應用前景與重要性將愈加凸顯。
第三代半導體「力速雙強」
單建安指,製作原材料是不同世代半導體晶片的基本差異,第一代的原料通常是簡單的硅(Si),而第三代的代表材料是碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN);材料變革與創新,背後是性能的提升躍進,第三代半導體較之前擁有更強勁的功率輸出(電流、電壓的輸出與控制能力顯著提升)、更低能耗及較細的體積佔比。為此他做了個生動的比喻,「第一代半導體可稱為『想得快』,就好比一個人思維敏捷快速,但幹不了力氣活;而第三代可稱作『力更強』,即一個人身強力壯,幹活又快又好,同時吃得還比常人少。」
他以電動汽車為例,過去以第一代半導體晶片作驅動馬達的電動車可能僅有100匹馬力,遠低於傳統內燃機車約300至400匹馬力,而第三代半導體能克服有關問題,特別適合「既想做到智能決策,又想要action(動力),需要強有力的驅動引擎」的情境。
發展重點在於「拓展」並非「取代」
不過單建安亦強調,按當前技術發展,第一代半導體始終具高超信號處理能力,於人工智能(AI)、決策分析(making decision)等範疇表現突出,在手機及儲存晶片等應用做得最好,所以第三代半導體發展重點,是在於「拓展」並非「取代」,在光電子、新能源發電、新能源汽車、高鐵等新興領域,均有廣闊的用武之地。
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