浅谈大数据时代半导体工艺技术发展的新模式

摘 要：随着网络化发展的不断深入， 大数据广泛普及到生活中的方方面面，尤其是在大数据背景下，这对半导体工艺技术的发展影响也较为深远。因此，本文就大数据视角下如何进行半导体工艺技术的发展及其未来发展的新模式进行了分析论述。

关键词：半导体；工艺技术；大数据

导体、半导体、绝缘体三者之间的电导率存在着如下关系：绝缘体>半导体>导体。而且，一定的温度条件范围下，温度升高，半导体内部的电荷载流子浓度也随之升高，造成其电导率降低，半导体的此种独特的性质使近四分之三的领域包括医疗卫生、生产生活、科研教学等都广泛使用半导体进行温度测量。同时，因其良好的光学和电学性质，半导体还广泛地应用于无线电产品，LED照明，太阳能电池等光学和电学产品。因此，本文就大数据时代背景下如何提升半导体工艺技术水平进行了分析探讨。

一、半导体材料的历史发展

半导体具有独特的属性，广泛应用于各个领域，随着信息时代迅猛发展与科技的飞速进步，各个行业领域要求材料和器件具有多种功能。因此研究開发具有多种功能的新型半导体势在必行。

单晶体的锗与硅是早期使用的半导体材料。首个制造晶体管与固态器件的半导体材料就是锗，但因为锗的性能有限且难于加工，不能制造出人们理想中的产品，所以几乎没人继续使用。Si有广泛的来源，同时兼备制造工艺简单、可加工性强的特性，利用其成套的制造方法可得到成本低集成度高的优质半导体材料。所以硅一直被人们应用，是现代应用最广的半导体材料之一。由于Si传输速度较慢且功能单一，化合物半导体应运而生。化合物半导体是至少由两种元素组成的具有半导体性质的一种化合物。化合物半导体产品因其能耗低、速度快等优点而被广泛应用到各个行业。化合物半导体工艺起步晚且不成熟，在某些性能上虽不如Si，但其制造的器件所具有的速度较快，工作温度高，频率响应较好且符合集成光电子学的需求等优点足以使之在短时间内成为半导体市场的新宠

二、大数据时代背景下半导体材料在21世纪的发展现状

目前，市场上主要的半导体材料有三种，分别是单晶硅、化合物半导体和具有二者共同性质的混合型半导体，这些半导体材料主要用来生产传统的大中小微型电子产品，由于太阳能光电池和LED节能灯的兴起，半导体材料的市场也因此扩大。下文将介绍当前核心半导体材料及其加工工艺。

（一）主流半导体材料的介绍

目前SiC制造出的产品已能满足其在500℃以上环境中使用的需求。但如今GaN的RF技术也飞速发展着，在功率性能上甚至已经超过了Sic。Sic在市场上的地位已经岌岌可危。SiGe化合物半导体材料-随着科技的蓬勃发展，MBE、CBE等技术也随之成熟，这为能从Si衬底上结出Ge-Ci合金，得到Si/SiGe异质结提供了前提条件。SiGe HBT被称为第二代Si新技术，它有着比Ⅲ-Ⅴ族化合物更大的优点，目前SiGe的目标为把技术推向市场。但仍需继续研究如何提高其性能。

（二）半导体材料制备工艺

最近几年来，各种各样的先进技艺常被应用于半导体材料的制造中，例如MBE、VCE、HVPE等。兼容手段利用外延生长法，使Si片表面外延长出几微米薄膜，进而生产各种半导体基片。半导体材料技术由于兼容技术的出现有了很大的发展，兼容技术合并了两种材料的独特性质，使其性能更加优良。据专家预言，未来半导体兼容技术的主要应用市场将会是光电兼容IC。由于IC电路的特征尺寸越来越小，对集成电路衬底的主要原料-单晶硅的制造要求也越来越高。右图为将来细微化工艺技术的发展预测表。

三、大数据时代背景下我国半导体行业的发展及新模式

虽然我国已步入大数据时代，但仍有很多人不了解大数据的发展形式，有效增加大数据的应用对我国各行各业的影响是十分重要的，且对各行各业起着引导作用。本文对大数据的发展形势进行了简单的介绍。

其一，突破科学理论。迅猛发展的大数据和互联网一样，对各行各业来说都是一个全新的挑战，其在相关技术的普及和突破上都是十分明显的。

其二，建立数据科学和联盟。是大数据在将来成为一门专业是其发展过程中的必经之路，它会被越来越多的人熟识，除此之外，和大数据相关的行业职位也会越来越多，数据共享将会成为一个企业的产业中心。

其三，数据的资源化。资源化即社会和企业更多的关注已经属于战略资源的大数据内容，使大数据更加引人注意，因此，为获得市场的主导权，企业将开启大数据资源的战略计划。

其四，深度结合云计算。云计算为处理大数据提供了强有力的支持，二者是密不可分的，其与云计算的深度结合始于2013年，由于大数据的迅速发展，大数据与云计算二者之间的关系会越来越密切。

其五，数据管理成为企业的核心竞争力。企业对大数据的理解决定着该企业的发展。而且，大数据的处理会对企业的经营方式与管理效率产生直接的影响。除此之外，大数据技术还能使企业对自身进行充分的认知并指导企业向更好的方向发展，不容小觑。

四、结语

总行，不难发现，随着网络信息技术的发展，尤其是大数据的影响下，我国半导体工艺技术的发展面临着新的环境，一方面要如何融入大数据进行技术创新，提升半导体工艺技术水平，另一方，还要延伸半导体技术的价值功能，广泛应用生活中的各方面，这样才能挂钩更好的实现大数据和半导体工艺技术的发展和融合，为推动社会发展创造一些有益的条件。

参考文献：

[1] 于春雨，苏子美，孙永全，苑加和，牛滨.指数型产品多阶段可靠性增长的Bayes模型[J].中国机械工程，2015（23）.

[2] 张根保，冉琰.可靠性数据管理 “数控机床可靠性技术”专题（十八）[J].制造技术与机床，2015（12）.

[3] 陈秋芬，李文钧，刘军，陆海燕，韩春林.一种改进的增强型GaNHEMT大信号模型[J].半导体技术，2015（12）.

[4] 何延强，刘钺杨，吴迪，金锐，温家良.一种新型低阳极发射效率快恢复二极管[J].半导体技术，2015（12）.

[5] 陆宇，陈晓娟，钱可伟.30～2600MHz超宽带GaN功率放大器的设计与实现[J].半导体技术，2015（12）.

作者简介：包祯美，女，本科，毕业院校于重庆工商大学，工作于中国振华集团永光电子有限公司（国营第八七三厂）。