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“芯片之母”遭殃!美国对中国封杀EDA:没这么简单

时间:2022-12-07 10:13:47 来源:www.yusunny.com 人气:

当地时间8月12日,美国商务部工业和安全局(BIS)在《联邦公报》中披露了一项新增的出口限制临时最终规则,涉及先进半导体、涡轮发动机等领域。该禁令对具有GAAFET(环绕栅极场效应晶体管)结构的集成电路所必需的EDA/ECAD软件、以金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料、包括压力增益燃烧(PGC)在内的四项技术实施了新的出口管制。GAAFET相关EDA软件EDA/ECAD指的是用于设计、分析、优化和验证集成电路或印刷电路板性能的电子计算机辅助软件。早在8月3日,芯智讯就报道了“美国将对华断供GAAFE

当地时间8月12日,美国商务部工业与安全局(BIS)在《联邦公报》中披露了一项新的出口限制临时最终规则,涉及先进半导体、涡轮发动机等领域。

禁令对采用GAAFET(环绕栅场效应晶体管)结构的集成电路、以金刚石和氧化镓为代表的超宽带隙半导体材料、压力增益燃烧(PGC)等四项技术所必需的EDA/ECAD软件实施新的出口管制。

“芯片之母”遭殃!美国对中国封杀EDA:没这么简单

GAAFET相关EDA软件

EDA/ECAD是指用于设计、分析、优化和验证集成电路或印刷电路板性能的计算机辅助软件。早在8月3日,新知讯就报道了“美国将切断对中国GAAFET技术相关的EDA工具供应”。禁令的宣布进一步证实了这一消息。

“芯片”之母遭殃!阻挡EDA对抗中国:没那么简单

作为FinFET的继任者,GAAFET被认为是3nm及以下半导体工艺量产的关键技术。

今年6月底,三星已经宣布将率先量产基于GAAFET技术的3nm工艺。TSMC目前正在量产的3nm仍然基于FinFET技术,预计将在2nm引入GAAFET技术。

也就是说,美国的这一禁令将限制可用于3nm及以下先进半导体制造工艺设计的EDA软件对中国的出口芯片。这将限制中国芯片设计师对3nm及以下先进工艺的突破。

BIS目前正在征求公众意见,以确定哪些具体的功能 ECAD在设计GaAs FET电路时特别有用,从而确保美国政府能够有效实施该法规。

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氧化镓和钻石

至于宽禁带半导体材料氧化镓(Ga2O3)和金刚石(包括碳化硅SiC):氮化镓和碳化硅是制作复杂微波、毫米波器件或高功率半导体器件的主要材料。有可能制造出更复杂的装置来承受更高的电压或温度。

目前,以碳化硅、氮化镓为代表的化合物半导体备受关注,它们将在未来的大功率、高温、高压应用中发挥传统硅器件无法实现的作用。

尤其是在未来三大新兴应用领域(汽车、5G、物联网)之一的汽车上,将会有非常广阔的发展前景。然而,氧化镓比碳化硅和氮化镓具有更宽的带隙,这使得这种化合物半导体在更高功率的应用中是独特的优势。

氧化镓是一种带隙很宽的半导体,带隙Eg=4.9eV,远高于碳化硅(约3.4eV)、氮化镓(约3.3eV)、硅(1.1eV)。它具有良好的导电性和发光特性,因此在光电器件和大功率场景中具有广阔的应用前景。

虽然氧化镓的迁移率和热导率较低,尤其是热导率是其主要缺点,但相对而言,这些缺点不会对功率器件的特性产生太大影响,因为功率器件的性能主要取决于击穿电场强度。

“芯片之母”遭殃!美国对中国封杀EDA:没这么简单

△Ga2O3有α、β、γ、δ、ε五种晶型,其中β结构最稳定。当时大部分关于Ga2O3晶体生长和物理性质的研究报告都采用β结构。β-Ga2O3的击穿电场强度约为8MV/cm,是Si的20倍以上,是SiC和GaN的2倍以上。

与硅、氮化镓、碳化硅等相比。,金刚石半导体材料的禁带宽度高达5.45 eV,最大优势在于更高的载流子迁移率(空穴:3800 cm2V-1s-1,电子:4500 cm 2V-1s-1)和更高的击穿电场(> 10)。

其本征材料优势具有自然界最高的热导率和最高的体材料迁移率,可以满足未来高功率、强电场和抗辐射的要求。是制作功率半导体器件的理想材料,在智能电网、轨道交通等领域具有广阔的应用前景。

然而,据北京科技大学新材料技术研究所教授李成明介绍说,要实现金刚石的商业应用,还有很长的路要走。金刚石材料的高成本和小尺寸是金刚石电力电子发展的主要障碍。

比如CVD中掺氮金刚石单晶薄片(6mm×7mm)的位错密度目前可以低至400cm-2;然而,当金刚石异质外延技术的晶片达到4 ~ 8英寸时,位错密度仍然高达近107 cm-2,高缺陷密度仍然是一个挑战。

增压燃烧

增压燃烧(PGC)技术有潜力将燃气涡轮发动机的效率提高10%以上,这可能会影响航空航天、火箭和高超音速导弹系统。

【/h/】PGC技术利用各种物理现象,包括共振脉冲燃烧、定容燃烧和爆震,在消耗等量燃烧的同时,在燃烧室内产生有效压力。

BIS目前无法确认是否有任何在产发动机使用该技术,但大量研究已指向潜在产量。

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