几个精良品芯片晶体能升品成稀有(芯片晶体是什么)

大家好！今天让小编来给大家介绍一下关于几个精良品芯片晶体能升品成稀有(芯片晶体是什么)的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，大家一起来看看吧。

20纳米芯片和7纳米芯片到底有啥区别？谁能解释一下？

晶体管是芯片的最基本单元，它的响应速度快，准确性高，被用于各种各种的数字和模拟功能，包括放大、开关、稳压、信号调制和振荡器等等。几亿或者更多的晶体管集成电路可以封装在一个非常小得区域内，这就是芯片。

英特尔10nm芯片，每平方毫米有1.008亿个晶体管。1纳米相当于4倍原子大小，是一根头发丝直径的10万分之一，比单个细菌（5微米）长度还要小得多。

制造芯片和盖房子是差不多的，先由硅晶圆作为地基，往上一层层的堆叠电路和晶体管。

芯片制造常用栅极长度来描述芯片的工艺制程，nm数越小代表越先进。我们常说的14nm、12nm、10mm、7nm的芯片，nm就是指芯片的工艺制程，也就是芯片里面的晶体管的栅极长度。

通过电子显微镜观察、对比32nm和22nm平面晶体管。我们可以发现，nm数越小晶体管的栅极长度就越小，晶体管也就越小，单位面积内所能容纳的晶体管的数量也就越多。7nm比20nm的芯片工艺制程要先进，它能把晶体管的栅极长度做得更小，其结果就是晶体管的规模增大、频率提高、功耗下降。根据登德尔缩放比例定律：晶体管面积的缩小，使得其所消耗的电压以及电流会以差不多相同的比例缩小。

规模包括晶体管密度、栅极间距、最小金属间距等。频率和功耗对应指标主要包括栅极长度、鳍片高度等。

晶体管栅极长度缩小（或沟道长度缩小），那么源极与漏极之间距离就会缩小，电子仅需流动较短的距离就能够运行，从而可以增加晶体管开关切换频率，提升芯片工作频率，也可以减低内阻，降低导通电压，在相同工作频率下电压下降带来功耗降低。

晶体管变小后，可以缩小芯片的面积，提高芯片的良品率并降低成本，一块晶圆可以生产更多的芯片。晶体管密度提高，可以扩大芯片的晶体管规模，增加并行工作的单元或核心。

工艺提升对于芯片性能提升影响明显工艺提升带来晶体管规模的提升，芯片可以支持更加复杂的微架构或核心，带来架构的提升。同时，工艺的提升得芯片主频得以提升。

历年来先进制程都是先应用于旗舰级智能手机、个人电脑、服务器等。旗舰手机芯片一般走在制程前沿，最先进制程推出后即开始采用，新制程出现后向下转移，所以每当旗舰手机发布的时候除了手机的性能有所提升、功耗降低外，还有很多的黑科技，能实现更多的功能

很多人都进入了一个误区，认为较低的工艺制程并不能实现较先进工艺制程的功能。这个观念是错误的，实际的现实生活中，很多设备所需要的芯片并不要求很先进的工艺制程，芯片的本质还是大规模的集成电路小型化，而先进的工艺制程可以将晶体管、芯片做得更小。

举个例子：同一个芯片的设计图采用不同的工艺制程来制造，最终制造出来的芯片实现的功能本质上是没有差别的。至于先进制程带来的优点上面已经介绍了，就不做重复。

随着芯片的工艺制程无限接近原子的大小，量子隧穿效应就会变得极为容易，会产生较大的电流泄漏问题。登德尔缩放定律的失效以及随之而来的散热问题，单纯的通过减小栅极长度，提高芯片时钟频率变得越来越难，厂商也逐渐转而向低频多核架构的研究。

未来也许会有更加先进的芯片制造工艺出现。以上个人浅见，欢迎批评指正。认同我的看法，请点个赞再走，感谢！喜欢我的，请关注我，再次感谢！

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金刚石要能代替芯片的基本材料硅的话，母猪都能上树。在半导体发展 历史 上，最初流行锗半导体，不久就被硅半导体打败，最终硅统治了半导体王国，锗半导体仅在少数领域刷存在感。实话实说，金刚石虽然能俘虏女人的心，但在半导体行业人士眼里，商业价值甚至比不过锗。

下面，我条分缕析，一一解析原因。

要替代硅，元素含量必须丰富，容易开采

硅被称为“上帝赐给人类的财富”，原因之一是，它占地壳总质量的26.4%，是仅次于氧的含量第二丰富的元素，随便抓起一把沙子、泥土，拿起一块石头，里面都含有大量的硅的氧化物——二氧化硅。

相比之下，锗的含量只有100万分之7，含量十分稀少，而且几乎没有比较集中的锗矿，

这就造成锗的开采成本是硅的几百倍，商业价值很低。

金刚石虽然有集中的金刚石矿，但含量太少了。2015年，全球半导体级的多晶硅需求超过6万吨，每年都在增长。想要替代硅的话，上哪去找每年6万多吨的金刚石？

金刚石提纯难

金刚石含有或多或少的杂质，要去除这些杂质，以目前的 科技 ，很难做到。而硅的提纯相对容易得多，将硅石在电弧炉中熔化，用碳或石墨还原，得到硅含量98.5%的工业硅（又叫“金属贵”），然后粉碎成微细粉末，与液态氯化氢（不是盐酸，盐酸是氯化氢的水溶液）在大约300摄氏度发生反应，生成三氯氢硅，经蒸馏、精制，获得很高的纯度，然后将高纯三氯氢硅与超高纯氢发生还原反应，得到纯度99.999999999%的多晶硅（比纯金多7个9），然后拉制单晶硅。

一根直径12英寸（目前最大）的单晶硅棒，高约2米，重约350公斤，纯度99.999999999%，相当于100亿个硅原子中，允许1个杂质原子存在。

从上述过程可以看出，硅的提纯就是一系列连续的氧化、还原反应。要让化学反应产生，元素的化学性质需要相对活泼，但金刚石的主要成分是碳元素，碳的化学性质远不及硅活泼，难以进行去除杂质的氧化、还原反应，纯度提升很难。

金刚石加工难

在提纯难关之后，加工的难题才是最大的难题。制作芯片前，单晶硅棒需要切成薄片，硅的硬度虽然高，但可以利用自然界最硬的物质金刚石进行切割。

但，用金刚石做芯片基体材料，切割将是难题，用金刚石切割金刚石，效率低，费用高，只能用硬度更高的人造物质。

目前已知硬度最高的人造物质是碳炔，硬度是金刚石的40倍，但还处于试验阶段，未到大规模商业化阶段。如何将金刚石切片，现在还没有很好的解决办法。

就算不久的将来，碳炔能顺利商用，金刚石能被切成薄片，真正的难题来了：如何制造绝缘膜？

在硅片上制造绝缘膜非常方便，将硅片放到900摄氏度左右的高温水蒸气环境中，硅片就会与氧发生热氧化反应，在表面生长硅氧化膜——二氧化硅（玻璃的主要成分），然后对其涂抹光刻胶，进行刻蚀，再配合其它工艺和材料，就可以得芯片。硅氧化膜具有不吸潮、耐酸碱、导热性好、光学性能稳定、绝缘性能良好的特点（感觉抽象的，脑想想玻璃的特点），是芯片制作的前提，而且通过硅这种基体材料就可以方便地得到硅氧化膜，正是因为硅氧化膜如此重要，得来又如此容易，加上硅含量丰富，所以硅才被称为“上帝赐给人类的财富”。

金刚石做芯片基体的话，氧化膜从那里来？金刚石本身是纯碳，其氧化物是二氧化碳，常温下是气态，充当绝缘？那是不可能的，一形成人家就跑到空气中逍遥自在了。用其它氧化物？试验验证、工艺流程研发、设备改造，花钱海去了，还不一定能成功。

总之，用金刚石做芯片基体材料，不仅含量少，而且加工极难，商业价值极低，由于这些缺点，根本不可能取代硅在芯片行业的地位。

回答这个问题，必须弄清三方面问题：

我认为， 金刚石不能代替芯片的基体材料硅 。

哪些材料能用于芯片基体？

能用于制作芯片基体的半导体材料有如下几类：

由上述分类可以看出，金刚石的确是半导体材料，有做成芯片基体的潜能。接下来需要考虑，金刚石能否满足芯片对基体材料的要求。

金刚石能否替代硅？

这个问题需要从两者的化学特性和工业制作成本来考虑。

一、化学特性对比

硅有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34克/立方厘米，熔点1410 ，沸点2355 ，晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽。

硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480 左右达到最大，而温度超过1600 后又随温度的升高而减小。

金刚石它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体，金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。其结构是正八面体晶体，晶体中每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个相邻的碳原子形成共价键，每四个相邻的碳原子均构成正四面体。晶体类型金刚石中的CC键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，不导电，熔点在3815 。金刚石在纯氧中燃点为720~800 ，在空气中为850~1000 。

二、工业制作对比

1.原料成本

硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。

世界上有20多个国家赋存有金刚石矿产，主要分布在澳大利亚、非洲西部和南部，以及俄罗斯的亚洲部分。目前，全世界金刚石产量每年超过100百万克拉，其中宝石级15%，近宝石级38%，工业级47%。

相比于硅的来源，金刚石因存量少，原料成本是相当高的。

2.制作成本

金刚石的出产是很复杂的，它需要经过采矿、粉碎、冲洗、沉淀、挑选、分类、切割、打磨以及抛光等诸多工序之后才能出现在市场上。从开采的大块岩石中将钻石分离出来是相当困难的。即使有先进的技术，发掘的过程仍然十分复杂。而生产一颗切磨好的1克拉重的金刚石，必须从钻石矿藏中挖出至少约250吨的矿土进行加工处理而成。

金刚石还因硬度太高，难以加工；此外，相比于单晶硅，金刚石提纯工艺复杂，很难提纯到6个9或7个9的等级。

总结

金刚石从理论上来说，是可以作为芯片基体材料的。但是，从工业制作的角度来说，原料储存少、加工难度大的金刚石，不适合替代硅制作芯片，即便制作出来了，价格也是难以承受的。

第三代半导体离不开金刚石

特殊情况，特殊对待。一般是没有那么替的

不会，因为它不具备半导体特性，而且加工提纯困难。

未来碳基芯片有可能替代硅基芯片。

碳化硅（SIC）是半导体界公认的“一种未来的材料”，是新世纪有广阔发展潜力的新型半导体材料。预计在今后5 10年将会快速发展和有显著成果出现。促使碳化硅发展的主要因素是硅（SI）材料的负载量已到达极限，以硅作为基片的半导体器件性能和能力极限已无可突破的空间。而金刚石虽然说本质也是碳，但原子排列不一样，目前不能代替芯片材料！至少是几十年以内！

硅的性质，氧化二氧化硅，可作绝缘材料，单晶硅，渗其它元素后，形成极性，可外延可，气相叠加，可化学刻录图案，而金刚石，是碳，有以工能吗，如有气相叠加单晶硅，有可以作极性材料，一是散热率，二导电率。

对这个问题我们首先分析这两种材料的特性之后再做判断。

一、硅

化学成分

硅是重要的半导体材料，化学元素符号Si。电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于0.4ppb和0.1ppb。拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质，以获得所要求的导电类型和电阻率。重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质，它们的存在会使PN结性能变坏。硅中碳含量较高，低于1ppm者可认为是低碳单晶。碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著。硅中氧含量甚高。氧的存在有益也有害。直拉硅单晶氧含量在5 40ppm范围内；区熔硅单晶氧含量可低于1ppm。

硅的性质

硅具有优良的半导体电学性质。禁带宽度适中，为1.12电子伏。载流子迁移率较高，电子迁移率为1350厘米2/伏·秒，空穴迁移率为480厘米2/伏·秒。本征电阻率在室温(300K)下高达2.3 105欧·厘米,掺杂后电阻率可控制在104 10-4 欧·厘米的宽广范围内，能满足制造各种器件的需要。硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长,在几十微秒至1毫秒之间。

热导率较大。化学性质稳定，又易于形成稳定的热氧化膜。在平面型硅器件制造中可以用氧化膜实现PN结表面钝化和保护，还可以形成金属-氧化物-半导体结构,制造MOS场效应晶体管和集成电路。上述性质使PN结具有良好特性，使硅器件具有耐高压、反向漏电流小、效率高、使用寿命长、可靠性好、热传导好，并能在200高温下运行等优点。

技术参数

硅单晶主要技术参数有导电类型、电阻率与均匀度、非平衡载流子寿命、晶向与晶向偏离度、晶体缺陷等。

导电类型导电类型由掺入的施主或受主杂质决定。P型单晶多掺硼，N型单晶多掺磷,外延片衬底用N型单晶掺锑或砷。

电阻率与均匀度拉制单晶时掺入一定杂质以控制单晶的电阻率。由于杂质分布不匀，电阻率也不均匀。电阻率均匀性包括纵向电阻率均匀度、断面电阻率均匀度和微区电阻率均匀度。它直接影响器件参数的一致性和成品率。

非平衡载流子寿命光照或电注入产生的附加电子和空穴瞬即复合而消失，它们平均存在的时间称为非平衡载流子的寿命。非平衡载流子寿命同器件放大倍数、反向电流和开关特性等均有关系。寿命值又间接地反映硅单晶的纯度，存在重金属杂质会使寿命值大大降低。

晶向与晶向偏离度常用的单晶晶向多为 (111)和(100)（见图）。晶体的轴与晶体方向不吻合时，其偏离的角度称为晶向偏离度。

单晶硅的制作

硅单晶按拉制方法不同分为无坩埚区熔(FZ)单晶与有坩埚直拉(CZ)单晶。区熔单晶不受坩埚污染，纯度较高，适于生产电阻率高于20欧·厘米的N型硅单晶（包括中子嬗变掺杂单晶）和高阻 P型硅单晶。由于含氧量低，区熔单晶机械强度较差。

大量区熔单晶用于制造高压整流器、晶体闸流管、高压晶体管等器件。直接法易于获得大直径单晶，但纯度低于区熔单晶，适于生产20欧·厘米以下的硅单晶。由于含氧量高,直拉单晶机械强度较好。大量直拉单晶用于制造MOS集成电路、大功率晶体管等器件。外延片衬底单晶也用直拉法生产。硅单晶商品多制成抛光片，但对FZ单晶片与CZ单晶片须加以区别。外延片是在硅单晶片衬底（或尖晶石、蓝宝石等绝缘衬底）上外延生长硅单晶薄层而制成，大量用于制造双极型集成电路、高频晶体管、小功率晶体管等器件。

单晶硅的应用

单晶硅在太阳能电池中的应用，高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。

二、金刚石

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。也是贵重宝石。

化学性质

金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体，是指经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800 ，在空气中为850~1000 ，而且不导电。

结构性质

金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。

在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。

结论：金刚石不能代替芯片的基体材料硅。

不要再提 豫金刚石 啦，它已经被关啦

芯片的种类大家都了解多少呀？

从2018年开始，多款基于氮化镓技术开发的快充充电器相继量产，氮化镓也正式开启了在消费类电源领域商用。

近日，氮化镓半导体材料被正式写入“十四五规划”中，这就意味着氮化镓产业将在未来的发展中获得国家层面的大力扶持，前景十分值得期待。

氮化镓（gallium nitride，GaN）属于第三代半导体材料，其运行速度比传统硅（Si）技术加快了二十倍，并且能够实现高出三倍的功率，用于尖端快速充电器产品时，可以实现远远超过现有产品的性能，在尺寸相同的情况下，输出功率提高了三倍。

氮化镓新技术应用领域广阔，覆盖5G通信、人工智能、自动驾驶、数据中心、快充等等，这其中快充市场发展最为迅猛，成为先进技术普惠大众的一个标杆应用，可谓是人人都能享受到新技术从实验室走向市场的便利；而快充出货量、需求量庞大，也反哺了氮化镓技术的不断迭代。快充与氮化镓，堪称天生一对。

凭借优秀的性能，两年来氮化镓技术在快充电源方面的发展一路突飞猛进，普及速度十分快，获得越来越来越多品牌客户和消费者的认可。而作为氮化镓快充的核心器件，GaN功率芯片也一直都是大家关注的焦点。

充电头网通过长期跟踪调研了解到，近两年时间里，业内GaN功率芯片供应商也从起初的一两家迅速增长至十余家。今天这篇文章就是带大家详细的了解一下当前快充领域的氮化镓功率芯片领域的主要玩家。

众多厂商入局氮化镓功率器件

面对日益增长的快充市场，全球范围内已有纳微、PI、英诺赛科、英飞凌、意法半导体、Texas Instruments、GaNsystems、艾科微、聚能创芯、东科半导体、氮矽 科技 、镓未来、量芯微、Transphorm、能华、芯冠 科技 等16家氮化镓功率芯片供应商。

值得一提的是，英诺赛科苏州第三代半导体基地在去年9月举行设备搬入仪式。这意味着英诺赛科苏州第三代半导体基地开始由厂房建设阶段进入量产准备阶段，标志着全球最大氮化镓工厂正式建设完成，同时也预示中国功率半导体步入一个崭新时代。

充电头网通过整理了解到，目前市面上合封氮化镓芯片可分为以下四种类型：

控制器+驱动器+GaN：这种方式以老牌电源芯片品牌PI为代表，其基于InSOP-24D封装，推出了十余款合封主控、氮化镓功率器件、同步整流控制器等的高集成氮化镓芯片，PowiGaN芯片获众多品牌青睐，成为了合封氮化镓快充芯片领域的领导者。

此外在本土供应商中，东科半导体率先推出两款合封氮化镓功率器件的主控芯片DKG045Q和DKG065Q， 对应的最大输出功率分别为45W和65W。这两款芯片在节约系统成本，加速产品上市方面均有着巨大的优势，并有望在2021年量产。

驱动器+GaN：这种合封的氮化镓功率芯片以纳微半导体为主要代表，其为业界首家推出内置驱动氮化镓功率芯片的厂商，凭借精简的外围设计，获得广大工程师及电源厂商青睐，在2020年底，达成芯片出货量突破1300万颗的好成绩。

驱动器+2*GaN：合封两颗氮化镓功率器件以及驱动器的双管半桥产品，其集成度较传统的氮化镓功率器件更高。这类产品应用于ACF架构，以及LLC架构的氮化镓快充产品中，可以实现更加精简的外围设计。目前纳微半导体、英飞凌、意法半导体等厂商在这类合封氮化镓芯片方面均有布局。

驱动器+保护+GaN：纳微半导体近期推出了新一代氮化镓功率芯片NV6128，集成GaN FET、驱动器和逻辑保护器件。将保护电路也加入氮化镓器件中，通过整合开关管和逻辑电路，可得到更低的寄生参数以及更短的响应时间。该芯片可以实现数字输入，功率输出高性能，电源工程师可基于此设计出更快更小更高速的电源。

氮化镓芯片品牌盘点

以下排名不分先后，仅按照品牌首字母排序，方便读者查阅。

ARK艾科微

艾科微电子专注于高功率密度整体方案开发, 并以解决高功率密度电源系统带来的痛点与瓶颈为使命, 核心团队具备超过 20 年专业经验于功率半导体产业, 我们透过不断的创新及前瞻的系统架构并深入结合功率器件及高效能封装, 来实现高品质、高效能与纯净的电源系统，以满足市场对未来的需求。

艾科微在AC/DC 快充方案上不仅推出原副边芯片, 另有自主的开发MOSFET功率器件。伴随各种应用上电子产品针对高功率密度之强烈需求，我们承诺持续投资、创新、研发并一同与我们的合作伙伴引领市场、开创未来。

Cohenius聚能创芯

青岛聚能创芯微电子有限公司成立于2018年7月，公司坐落于青岛国际创新园区，主要从事第三代半导体硅基氮化镓（GaN）的研发、设计、生产和销售，专注于为业界提供高性能、低成本的GaN功率器件产品和技术解决方案。

聚能创芯掌握业界领先的GaN功率器件与应用设计技术，致力于整合业界优势资源，打造GaN器件开发与应用生态系统，为PD快充、智能家电、云计算、5G通讯等提供国产化核心元器件支持。

背靠上市公司赛微电子（300456）与知名投资基金支持，聚能创芯建立了业界领先的管理和技术团队。在产品研发与量产过程中，始终坚持高品质与高可靠性的要求。在得到合作伙伴广泛认同的同时，逐步成为第三代半导体领域的国际知名企业。

在消费类电源领域，聚能创芯面向快充应用国产化GaN材料和器件技术解决方案，并基于现有的氮化镓功率器件推出全新65W、100W、120W氮化镓快充参考设计。

Corenergy能华

江苏能华微电子 科技 发展有限公司是由留美归国博士于2010年创建。团队汇集了众多海内外的专业人才，是一家专业设计、研发、生产、制造和销售高性能氮化镓外延、晶圆、器件及模块的高 科技 公司。

氮化镓（GaN）是新一代复合半导体的代表，江苏能华已建立了GaN功率器件生产线。项目计划总投资50个亿，分期投资。预计第一期投资超10个亿。公司于2017年搬入张家港国家再制造产业园，新厂房占地3万平方，拥有万级、千级以及百级的无尘车间，并配备有先进的生产设备以及专业的技术人员。

DANXI氮矽 科技

成都氮矽 科技 有限公司是一家专注于第三代半导体氮化镓功率器件与IC研发的 科技 型公司，专注于氮化镓功率器件及其驱动芯片的设计研发、销售及方案提供，公司两位创始人均拥有超过5年的氮化镓领域相关研发经验。

氮矽 科技 于2020年3月发布国内首款氮化镓超高速驱动器DX1001，同年4月推出国内多款量产级别的650V氮化镓功率芯片DX6515/6510/6508，搭配该公司的驱动芯片，进军PD快充行业。

值得一提的是，氮矽 科技 还推出了业内最小尺寸、最强散热能力的650V/160mΩ氮化镓晶体管，引领氮化镓产业革命。基于现有的氮化镓功率器件，氮矽 科技 推出4套国产GaN快充参考设计，丰富快充电源工程师的产品选型需求。

DONGKE东科

安徽省东科半导体有限公司于2009年成立，总部位于安徽省马鞍山市，主要从事开关电源芯片、同步整流芯片、BUCK电路电源芯片等产品研发、生产和销售；并成立深圳及无锡全资子公司和印度公司，负责全球市场销售及技术支持。

东科半导体在北京、青岛、无锡、深圳多地成立研发中心，多名海归博士主持研发 探索 ，在安徽马鞍山拥有2万平方米的封装车间和品质实验室，拥有DIP-8/SOP-8/SM-7/SM-10/TO-220等多种产品封装能力；在东科半导体总部成立的马鞍山集成电路国家实验室，具备对芯片进行开封、失效分析、中测、划片、高低温测试等多种分析能力，为公司产品品质和供货提供可靠保障。

针对快充领域的应用，东科半导体推出了业界首颗合封氮化镓功率器件的电源芯片，成为了国产氮化镓快充发展史上的里程碑。

GaN system氮化镓系统公司

GaN Systems于2008年成立于加拿大首都渥太华，创始人是前北电的资深功率半导体专家。公司专注于增强型氮化镓功率器件的开发，提供高性能、高可靠性的增强型硅基GaN HEMT功率器件。

GaN Systems拥有专利的GaN芯片设计，GaNPx 芯片级封装技术和市场上最全的650V和 100V产品系列，涵盖了从小功率消费电子到几十kW以上工业级电源应用。

GaN Systems采用无晶圆厂模式，与世界级代工厂和供应链合作。产品自2014年开始量产以来，在全球范围服务超过2000家客户。在中日韩和北美及欧洲设有销售分公司和应用支持。据了解，目前GaN Systems的氮化镓功率芯片已经进入飞利浦快充供应链。

GaNext镓未来

珠海镓未来 科技 有限公司成立于2020年10月，公司致力于第三代半导体GaN-on-Si器件技术创新和领先。通过高起点、强队伍等，实现GaN技术的国产化，推动GaN器件的技术的*，并且通过电源系统的创新设计，实现能源的绿色、高效利用。

公司创始团队由3位资深GaN-on-Si技术/产业专家构成，以深港微电子学院于洪宇教授和美国知名氮化镓公司研发VP领衔，前华为GaN产业共同创始人加盟，构建了完整的技术、制造、市场的铁三角，厚积薄发。通过成熟领先的产品，推动GaN技术国产化，依托中国巨大电源应用市场和国家第三代半导体产业政策的支持，向氮化镓产业顶峰进军，助力国家第三代半导体产业目标的突破。

GaNPower量芯微

苏州量芯微半导体有限公司是加拿大GaNPower International Inc.在中国注册成立的公司。GaNPower于2015年在加拿大成立，总部位于加拿大温哥华市。GaNPower是全球氮化镓功率器件行业的知名公司，目前产品主要为涵盖不同电流等级及封装形式的增强型氮化镓功率器件及氮化镓基电力电子先进应用解决方案。

苏州量芯微半导体公于2019年荣获苏州工业园区第十三届金鸡湖 科技 领军人才称号；《氮化镓功率器件及相关产业化应用》被列为政府重点扶持项目。公司的氮化镓功率器件产品荣获行业权威大奖：2020年ASPENCORE中国IC设计成就奖之年度功率器件奖。公司目前拥有40项美国和中国的专利及申请。

据悉，量芯微半导体已经推出650V氮化镓功率器件，适用于45W-300W快充。

Innoscience英诺赛科

英诺赛科 科技 有限公司成立于2015年12月，国家级高新技术企业，致力于研发和生产8英寸硅基氮化镓功率器件与射频器件；英诺赛科是全球最大的氮化镓功率器件IDM 企业之一， 拥有氮化镓领域经验最丰富的团队、先进的8英寸机台设备、加上系统的研发品控分析能力，造就英诺赛科氮化镓产品一流品质和性能的市场竞争优势。

自从2017年建立全球首条8英寸增强型硅基氮化镓功率器件量产线以来， 目前英诺赛科已经发布和销售多款650V以下的氮化镓功率器件，产品的各项性能指标均达到国际先进水平，能广泛应用于多个新兴领域， 如快充、5G 通信、人工智能、自动驾驶、数据中心等等。

目前，英诺赛科已经建成了全球最大的氮化镓工厂，在USB PD氮化镓快充市场，英诺赛科650V高压氮化镓功率器件已经在努比亚、魅族、MOMAX、ROCK等众多知名品牌产品中得到应用，并在近期推出第二代InnoGaN产品，性能较上一代有显著提升。

此外，英诺赛科还推出了多款低压GaN功率器件，适用于同步整流、DC-DC电压转换以及激光雷达等领域。在全球市场中，英诺赛科是少有具备氮化镓高压、低压全品类产品线的IDM芯片原厂。

infineon英飞凌

英飞凌 科技 股份公司是全球领先的半导体 科技 公司，我们让人们的生活更加便利、安全和环保。英飞凌的微电子产品和解决方案将带您通往美好的未来。2020财年（截止9月30日），公司的销售额达85亿欧元，在全球范围内拥有约46,700名员工。2020年4月，英飞凌正式完成了对赛普拉斯半导体公司的收购，成功跻身全球十大半导体制造商之一。

英飞凌电源与传感系统事业部提供应用广泛的电源、连接、射频（RF）及传感技术，让充电设备、电动工具、照明系统在变得更小、更轻便的同时，还能提升能效。新一代的硅基/宽禁带半导体解决方案（碳化硅/氮化镓）将为5G、大数据及可再生能源应用，带来前所未有的突出性能和可靠性。

高精度XENSIV 传感器解决方案为物联网设备赋予了人类的感官功能，让这些设备能够感知周遭的环境，并做出“本能”反应。音频放大器产品扩充了电源与传感系统事业部的产品线，让智能音箱及其它音频应用设备能够提供卓越的音质体验。

Navitas纳微

纳微半导体是全球领先氮化镓功率IC公司，成立于2014年，总部位于爱尔兰，拥有一支强大且不断壮大的功率半导体行业专家团队，在材料、器件、应用、系统、设计和市场营销方面，拥有行业领先的丰富经验，公司创始者拥有320多项专利。

GaNFast功率IC将GaN功率（FET）与驱动，控制和保护集成在一起，可为移动、消费电子、企业、电动交通和新能源市场提供更快的充电，更高的功率密度和更强大的节能效果。纳微在GaN器件、芯片设计、封装、应用和系统的所有方面已发布和正在申请的专利超过120项，已完成生产并成功交付了超过1300万颗GaNFast氮化镓功率IC，产品质量和出货量全球领先。

近期，纳微半导体也推出了最新一代氮化镓功率芯片NV6128，内置驱动和保护功能，适用于大功率快充产品。凭借优异的产品性能，纳微半导体已经成为小米、OPPO、联想、戴尔、LG等众多知名品牌的氮化镓芯片供应商，基于GaNFast芯片开发的产品多达百余款。

PI

Power Integrations 是一家专注于高压电源管理及控制领域的高性能电子元器件及电源方案的供应商，总部位于美国硅谷。

PI所推出的集成电路和二极管为包括移动设备、家电、智能电表、LED灯以及工业应用的众多电子产品设计出小巧紧凑的高能效AC-DC电源。SCALE 门极驱动器可提高大功率应用的效率、可靠性和成本效益，其应用领域包括工业电机、太阳能和风能系统、电动 汽车 和高压直流输电等。

自1998年问世以来，Power Integrations的EcoSmart 节能技术已节省了数十亿美元的能耗，避免了数以百万吨的碳排放。由于产品对环境保护的作用，Power Integrations的股票已被归入到由Cleantech Group LLC及Clean Edge赞助的环保技术股票指数下。

充电头网拆解了解到，PI的氮化镓芯片已被小米、OPPO、ANKER、绿联、belkin等多个品牌的快充产品采用。此外，PI还推出了全新的MinE-CAP IC，用于快充充电器时，体积可缩小40％。

ST意法半导体

意法半导体（STMicroelectronics; ST）是全球领先的半导体公司，提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。意法半导体的产品无处不在，致力于与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智慧城市和智能家居，以及下一代移动和物联网产品。享受 科技 、享受生活，意法半导体主张 科技 引领智能生活（life.augmented）的理念。意法半导体2018年净收入96.6亿美元，在全球拥有10万余客户。

目前，ST意法半导体推出了一款GaN半桥器件，内置驱动器和两颗氮化镓，并基于该芯片推出了一套推出65W氮化镓快充参考设计。

Texas Instruments德州仪器

德州仪器 （Texas Instruments）是全球领先的半导体公司，致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片。数十年来，TI一直在不断取得进展，推出的80000多种产品可帮助约100000名客户高效地管理电源、准确地感应和传输数据并在其设计中提供核心控制或处理，从而打入工业、 汽车 、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。

2020年11月10日，德州仪器推出了650V和600V两款氮化镓功率器件，进一步丰富拓展了其高压电源管理产品线。与现有解决方案相比，新的GaN FET系列采用快速切换的2.2 MHz集成栅极驱动器，可帮助工程师提供两倍的功率密度和高达99％的效率，并将电源磁性器件的尺寸减少59％。

Transphorm

Transphorm公司致力于设计、制造和销售用于高压电源转换应用的高性能、高可靠性的氮化镓（GaN）半导体功率器件。Transphorm持有数量极为庞大的知识产权组合，在全球已获准和等待审批的专利超过1000多项 ，是业界率先生产经JEDEC和AEC-Q101认证的GaN FET的IDM企业之一。

得益于垂直整合的业务模式，Transphorm公司能够在产品和技术开发的每一个阶段进行创新——包括设计、制造、器件和应用支持。充电头网拆解了解到，此前ROMOSS推出的一款65W氮化镓充电器内置的正式Transphorm公司的GaN器件。

XINGUAN芯冠 科技

大连芯冠 科技 有限公司是全球领先的第三代半导体氮化镓外延及器件制造商，致力于硅基氮化镓外延与功率器件的研发、设计、生产和推广，拥有先进的外延材料与功率器件生产线，提供650V全规格的功率器件产品，电源功率的应用覆盖几十瓦到几千瓦范围。广泛应用于消费类电子（快充、大功率适配器等）、工业电子与 汽车 电子等领域。

芯冠氮化镓功率器件的特点是兼容标准MOS驱动，应用设计简单；抗击穿电压高达1500V以上，使用安心。

充电头网总结

从三年前GaN技术开始在消费类电源领域商用，到如今市售GaN快充已经多达数百款，市场发展速度可谓是突飞猛进。这一方面是借助各大手机、笔电厂商陆续入局的产生的品牌影效应，另一方面也离不开氮化镓快充生态的日趋完善。

就充电头网本次不完全统计，已经布局快充市场的氮化镓芯片供应商已经多达16家，方案多达数百款；并且涵盖了多样化的封装方式，完全可以满足当前快充电源市场对核心器件的选型需求。

相信随着国家十四五规划对氮化镓产业的大力扶持，入局氮化镓功率芯片的厂商数量将越来越多。不仅产品类型将会的得到进一步完善，更重要的是当氮化镓产业呈现规模化发展后，电源厂商开发氮化镓快充的成本将会得到优化；而氮化镓功率芯片也将成为越来越多高性能快充电源产品的首选。

芯片里数十亿个晶体管，如果其中一个出现损坏，会怎样？

第一类是CPU芯片，指计算机内部对数据进行处理和控制的部件，也是各种数字化智能设备的“主脑”。第二类是存储芯片，用于记录电子产品中的各种格式的数据。第三类是数字多媒体芯片，数码相机、越来越逼真的手机铃声就是通过此类芯片实现的。

在芯片使用过程，如果芯片里面某一个晶体管先失效了，只要不是出在重要部分的晶体管，一般都不影响使用。

1、芯片设计过程中，考虑了可用性问题，设计了冗余

芯片设计公司在设计之初对你提出的这个问题，也是有考虑的。在整个芯片设计过程中，会按照总体架构将芯片分成不同的功能组成，比如：计算单元（我们常说的核心）、寄存器、缓存、连接电路、控制电路等等。而这些组成部分在设计之初都会有冗余设计，比如：现在的CPU都是多核心，每个核心都提供算力，同时它们互相之间也是冗余的，寄存器、缓存等等也一样。同时，控制电路也可以做识别和屏蔽。比如，在这些大功能组件如果某个组件失效，控制电路就屏蔽掉这些组件。不再将数据调入这些组件，转而调入其他正常的组件。这样大组件失效是会影响一部分性能的，但这发生率很低，因为更细层面依然有冗余。

我们再把每个组件放大了看，每个组件里面的晶体管设计也是有冗余的。比如存储块，它是由很多微小的块组成。每个块也是有很多晶体管组成。和上面同样的原理，如果某一个晶体管出现问题，芯片也会将问题的晶体管屏蔽，转而用冗余可以用的晶体管工作。不会影响用户使用，性能几乎没啥影响。

2、芯片制造过程中，如果出现晶体管损坏，也是通过屏蔽来继续使用

芯片制造技术中，数十亿个晶体管坏掉一个，甚至坏掉多个都是会发生的。这也就是行内说的良品率问题。良品率太低，就会导致芯片的成本很高。但事实上，在芯片制造过程中就是利用了前面设计的控制电路的屏蔽功能，可以屏蔽掉坏芯片内坏掉的部分，让好的部分可以继续发光发热，降低芯片成本。

比如：英特尔的电脑CPU，大家都知道同一系列里也有I7、I5、I3，三个档次。这三个档次从市场角度看是为了让用户可以按照自己的需求来选择性能档次。但从该技术角度看，也有助于提高芯片制造过程的良品率。因为当芯片代工厂生产芯片时，如果所有晶体管正常，我们就可以归类的I7。如果有部分内核中有晶体管损坏，那厂商就可以通过屏蔽掉某1-2个内核，让他归类到I5、I3。这样可以大大提高芯片良品率，降低总体芯片成本。

3、如果损坏的是重要位置的晶体管，那这个芯片就报废了

无论是在芯片的制造过程中，还是在芯片的使用过程中，如果芯片的重要晶体管出现损坏，那芯片就无法通过屏蔽坏件来保持芯片继续工作。那这个芯片就算报废了。重要位置一般是哪些位置呢？其实，整个芯片是非常复杂的。设计一个芯片就好像在规划一座超级大城市。里面有房子、街道、高速公路、交通控制系统、加工厂等等。这里，房子坏了，可以废弃掉那座房子。街道坏了，就废掉整个街区。但如果告诉公路坏了，数据无法流通，就基本玩完了。还有，交通控制系统出了问题，那整座城市也就完蛋了。这个比喻里的高速公路、交通控制系统就是重要位置。

其实如今的芯片的制造技术已经非常强大，这种报废的几率还是很小的。而作为使用端来说，如果不是物理暴力损坏，基本不太可能出现这个问题。

总结

芯片有庞大的数十亿晶体管。如果某一个晶体管出问题，对芯片计算的影响是很小的。因为芯片在设计之初就有大大小小的冗余设计。当然，如果这个问题晶体管是损坏在芯片的重要位置，那这个芯片就彻底报废了，但这种情况在制造过程中概率比较小，在使用过程中非暴力一般很难发生。

不会怎样，芯片设计里面是存在冗余和容错的，单个进晶体管出错一般会存在冗余结构来屏蔽掉这个晶体管；如果一个核心出错可以直接屏蔽掉核心，所以不会让整个系统陷入失效的状态。

随着半导体技术的不断进步，小小芯片上的晶体管数量也越来越多，比如华为的麒麟990芯片就在113平方毫米（比一元硬币还要小不少）的狭小空间里集成了多达103亿个晶体管。对此有不少朋友都好奇：这里面有一个或者多个晶体管坏了怎么办，是不是芯片就无法正常使用了呢？下面我就给大家来揭晓答案。

首先要看晶体管的损坏类型

第一种情况，如果晶体管是短路了，那么不用说芯片肯定无法正常使用了；第二种情况，如果晶体管是其它故障，那么就需要具体情况具体分析了。

冗余的晶体管损坏完全不影响正常使用

在芯片的设计过程中，工程师已经考虑过极少数晶体管出现问题的情况了，为了解决这一问题，他们会采用冗余设计。简单来说就是对各部分电路（核心、寄存器、缓存等）设计备份的晶体管，这样其中几个晶体管损坏是不会影响功能的正常运行的，不过冗余的晶体管数量占比很少。

非重要位置的晶体管坏了会造成部分功能受损

如果坏掉的晶体管在非主要功能路径上的话，一般来说只会对芯片的部分功能性能造成损失，而整体还是可用的。原因在于芯片有自检程序，发现有问题的电路模块可以进行屏蔽处理（不同芯片的屏蔽颗粒度差别不小），这样就能保证核心功能正常运行不受影响。而且有些芯片的工作是软硬件协同的，这些软件也能在一定程度上规避芯片的硬件错误。

关键功能路径上的晶体管坏了，芯片也就报废了

芯片是一个由很多功能模块组成的复杂集成电路。其中有些模块是其运行所必须的，一旦这块的晶体管损坏的话，芯片也就无法完成自身的工作了，比较典型就像时钟树、控制电路等。需要说明的是，虽然芯片的核心也特别重要，但是由于目前芯片基本都采用了多核设计，即使有核心坏了也可以选择屏蔽，不会导致无法使用，只不过性能会降低。这也是芯片厂商降低整体成本的方法，或许你电脑里的I5处理器就是把残次I7屏蔽核心而来的。

写在最后

对于集成了数十亿甚至上百亿晶体管的芯片来说，有几个晶体管损坏对芯片正常运行的影响很小。而上面提到的关键位置晶体管损坏的情况，一般在芯片出厂时就检测出来了，不会流入市场当中。所以咱们普通用户基本很难遇上芯片报废的情况，话说我家10多年前的台式机还能开机运行，就是有点卡，哈哈。

一般都有一定冗余，以防止出现一个单元坏了而影响整个芯片的情况，这是设计是要考虑的。

虽然cpu里有几十亿个晶体管，但是却不会像大家以为的那样容易坏，或者损坏一个就不能用了。

工业设计里一个重要原则是冗余设计，就是负责相同功能的有备用部分。

除非短路和大电流大电压彻底击穿，正常使用最不容易坏的就是处理器了。

要看芯片中，哪个晶体管损坏情况和所承担的功能。如果是晶体管短路导致芯片电流过大，那么芯片报废！如果晶体管失效，所在区功能不常用到，或有冗余，芯片可以继续使用，最多丧失部分功能。如果晶体管失效在重要功能区域，芯片也是报废的！

CPU一般是指中央管理器，也就是计算机系统的运算和控制核心，是对信息进行处理、程序运行的最终执行单位，而在一般情况下，CPU这种半导体芯片，都是有数亿甚至说是数十亿的晶体管所组合而成，那像怎么多的晶体管数量，如果弄坏一两个的话会不会有什么影响呢，就让我们一起来看看吧。

其实具体一般分为两种情况，可能是这个CPU本身就有瑕疵，就是本身在它的上面，不是每一个晶圆都是完好无损的，可能会出现一些披露，如果这种的太多，那么这个CPU也将会被淘汰，不去使用，但也会有一些小的瑕疵的芯片，就可以通过屏蔽其中有瑕疵的晶体管来保证可以正常使用。

有的公司为了降低成本，满足更多消费者的需求，就会出很多类似的芯片，就比如像英特尔可能会把一颗原本是8核心的酷睿i7处理器通过屏蔽其中坏掉的地方，然后再将他降级为酷睿i5甚至说是i3来售卖，这样就不会出现有浪费的情况出现，提高产量的同时，让消费者可以用更少的钱买到想要的。

再者，其实芯片本身是属于好的，不会像本身就是用一般的芯片一样，像好的芯片在正常情况下，也会有损坏的情况，不过这种个别的晶体管损坏并不会影响CPU的正常运行，毕竟CPU中本身的晶体管就不少，肯定会有一些多余的设计，这样就可以弥补原本的损失了。

不过，不同的CPU情况也不大相同，其中还是有关键的部分是没有办法代替的，像这种地方如果损坏的话，CPU可能就不能正常运行，就像人如果失去了重要的大脑，肯定也不能正常的生活，在这种情况下，没有其他东西弥补的话，就会在一定程度上影响到CPU的正常运行，就不能正常使用设备了。

不过不用担心，在正常情况下CPU也没有那么容易会坏，毕竟其数量相当多而且较小，人们在正常情况下所淘汰的CPU也并不是因为这个，大多都是其性能不能满足要求，才会被淘汰。

还有一些超频爱好者，会对CPU进行超频，在操作不当的情况下可能会导致CPU出现烧毁的可能出现，像这种人为大面积的这种情况，凭借我们自己显然是不能够完成的，即使是正常的超频，长时间的进行可能也会加速CPU内部的电子进行迁移，从而发生有频率降低的情况，还会有运行不稳定的情况出现。

所以小伙伴们要注意了，即使你是超频爱好者也要适当地对CPU进行超频不能过度，毕竟过犹不及，还是要适当地进行认为的操作。

晶体管只是一个单元开关，电子计算都是釆用二进制0、1、0、1，也就是一开一关，只要有足够的开关编码来代替所需的存储信息就行了，有坏的晶体管出现，执行程序会不当它存在，选择下一个开关代替，平常看液晶电视时发现有黑点和色条时就是液晶显示有损坏的晶体管，但不影响整体显示和播放，电脑编程时也一样会设定自行避开坏晶体管继续执行命令。

坏不了，如果坏了，这个芯片就不会存在，我不懂芯片，但我明白事物的发展规律，

如果其中一个损坏，其他的几十亿晶晶管会异口同声的说：多你不多，少你不少。

以上就是本站小编整理的关于几个精良品芯片晶体能升品成稀有的相关知识，内容来源网络仅供参考，希望能帮助到大家。

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