鉿基鐵電是基于鉿氧化物采用納米工藝制造而成的新型鐵電材料,具有組成元素簡單、化學穩定性好、與CMOS芯片制備工藝完全兼容等特點,有望應用于未來高性能電子和光電子器件結構中,在電子信息產業擁有巨大發展潛力。
目前,國內外研究者研究的鉿基鐵電主要是基于氧化鉿(HfO2)的鐵電材料。氧化鉿(HfO2)作為一種陶瓷材料,具有寬帶隙(5.3-5.6eV)和高介電常數(εr≈17)的特點,是微電子領域重點研究對象之一。
根據新思界產業研究中心發布的
《2024-2028年中國鉿基鐵電產品市場分析可行性研究報告》顯示,全球鉿基鐵電材料發展時間短,2011年,德國科學家首次發現硅(Si)元素摻雜的氧化鉿(HfO2)晶體材料具有鐵電性質,從此鉿基鐵電材料作為一種新型的鐵電材料引起了科研界廣泛關注。由于我國新型鐵電材料相關技術尚不成熟,耐久性、鐵電機理等鉿基鐵電材料應用的瓶頸問題未解決,行業仍處于導入期階段,還未實現產業化生產。
現階段,鉿基鐵電材料的相關研究工作多基于多晶薄膜體系開展,主要集中在以下三部分:(1)高質量鐵電薄膜制備方法和優化的制備工藝;(2)漏電流機制對鐵電性能的影響,以及保持特性和抗疲勞性能;(3)鉿基鐵電薄膜器件研究,包括鐵電薄膜柵極結構、高k介質層、鐵電薄膜與金屬電極的界面相容性等。
鉿基鐵電商業化進程緩慢,目前還沒有實現量產的企業,相關研究成果也主要掌握在高校及科研院所手中。從整個鐵電材料行業來看,現階段,中國鐵電材料行業企業數量并不多,山東國瓷功能材料股份有限公司、安徽凱盛應用材料有限公司、福建貝思科電子材料股份有限公司、湖北天瓷電子材料有限公司以及上海典揚實業有限公司前五家企業占據了大部分市場份額。
鉿基鐵電下游主要面向鐵電存儲器領域,而鐵電存儲器具有非易失性、隨機存儲、讀寫速度快、可重復讀寫、耐久性強、使用壽命長、功耗低等特性,是下一代存儲器技術中較具有發展前景的一類。未來隨著鐵電存儲器行業生產規模擴大,鉿基鐵電作為關鍵的存儲介質材料,其需求量也將隨之增長。
新思界
產業研究人士認為,現階段鉿基鐵電行業尚未產業化,投資者進入該行業面臨的市場競爭風險較低,且一旦相關投資者通過研發實現鉿基鐵電產業化生產,并率先開拓出鉿基鐵電市場,其將具備先發優勢。憑借先發優勢及下游客戶的認可,相關投資者可構筑品牌壁壘和市場壁壘,形成較強的競爭優勢。