在当今的电子技术领域，半导体材料是核心基础。长久以来，硅一直是半导体行业的主导材料，但随着技术的飞速发展，我们正逐渐迈向一个全新的时代——超越硅基的时代。下面就跟电子展小编一起了解下吧。

一、硅基半导体的局限性

尽管硅在半导体领域有着不可磨灭的贡献，但它也面临着一些挑战。随着芯片制造工艺不断向更小的尺寸推进，硅基半导体的性能提升遇到了瓶颈。例如，在纳米尺度下，硅的漏电问题愈发严重，这不仅影响了芯片的功耗，还限制了其性能的进一步提升。此外，硅基半导体在高频、高功率等特殊应用场景下的表现也难以满足日益增长的需求。

二、新兴半导体材料的崛起

为了突破硅基半导体的局限，研究人员开始探索多种新兴半导体材料。

（一）碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）

碳化硅和氮化镓是两种很具潜力的宽禁带半导体材料。它们具有更高的电子饱和速度和热导率，能够在更高的电压和频率下稳定工作。在电动汽车领域，使用碳化硅和氮化镓制成的功率器件可以显著提高电能转换效率，减少能量损耗。例如，与传统的硅基器件相比，碳化硅器件可以将电动汽车的续航里程提高10% - 15%，同时还能减小充电桩的体积和成本。

（二）二维材料

以石墨烯为代表的二维材料也备受关注。石墨烯具有单原子层厚度，电子迁移率非常高，理论上可达每秒数百万米。这使得它在超高速电子器件领域有着广阔的应用前景。例如，在通信领域，基于石墨烯的高频器件可以实现更高的数据传输速率，满足5G乃至未来6G通信网络对高速传输的需求。此外，二维材料还具有良好的柔韧性，可以用于制造可穿戴电子设备和柔性显示屏。

三、未来展望

随着这些新兴半导体材料的不断发展和应用，半导体行业将迎来新的变革。一方面，高性能的半导体器件将推动电子设备在性能、功耗和功能上的全面提升。例如，在人工智能领域，新型半导体材料可以加速神经网络的计算速度，提高人工智能模型的训练和推理效率。另一方面，这些材料的特性也将催生新的应用场景。例如，利用碳化硅和氮化镓的耐高温特性，可以开发出适用于极端环境的电子设备，如航天电子设备和高温传感器。

总之，我们正站在一个半导体材料新时代的门槛上。电子展小编觉得，超越硅基的时代将带来无限可能，为电子技术的发展注入新的活力。

文章来源：半导体新材料产业