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(wěn)定性好、與CMOS芯片制備工藝完全兼容等特點,有望應(yīng)用于未來高性能電子和光電子器件結(jié)構(gòu)中,在電子信息產(chǎn)業(yè)擁有巨大發(fā)展?jié)摿Α?br />
目前,國內(nèi)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(shù)(εr≈17)的特點,是微電子領(lǐng)域重點研究對象之一。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2024-2028年中國鉿基鐵電產(chǎn)品市場分析可行性研究報告》顯示,全球鉿基鐵電材料發(fā)展時間短,2011年,德國科學家首次發(fā)現(xiàn)硅(Si)元素摻雜的氧化鉿(HfO2)晶體材料具有鐵電性質(zhì),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(guān)注。由于我國新型鐵電材料相關(guān)技術(shù)尚不成熟,耐久性、鐵電機理等鉿基鐵電材料應(yīng)用的瓶頸問題未解決,行業(yè)仍處于導入期階段,還未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
現(xiàn)階段,鉿基鐵電材料的相關(guān)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(zhì)量鐵電薄膜制備方法和優(yōu)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(jié)構(gòu)、高k介質(zhì)層、鐵電薄膜與金屬電極的界面相容性等。
鉿基鐵電商業(yè)化進程緩慢,目前還沒有實現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè),相關(guān)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(yè)來看,現(xiàn)階段,中國鐵電材料行業(yè)企業(yè)數(shù)量并不多,山東國瓷功能材料股份有限公司、安徽凱盛應(yīng)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(yè)有限公司前五家企業(yè)占據(jù)了大部分市場份額。
鉿基鐵電下游主要面向鐵電存儲器領(lǐng)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(shù)中較具有發(fā)展前景的一類。未來隨著鐵電存儲器行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴大,鉿基鐵電作為關(guān)鍵的存儲介質(zhì)材料,其需求量也將隨之增長。
新思界
產(chǎn)業(yè)研究人士認為,現(xiàn)階段鉿基鐵電行業(yè)尚未產(chǎn)業(yè)化,投資者進入該行業(yè)面臨的市場競爭風險較低,且一旦相關(guān)投資者通過研發(fā)實現(xiàn)鉿基鐵電產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),并率先開拓出鉿基鐵電市場,其將具備先發(fā)優(yōu)勢。憑借先發(fā)優(yōu)勢及下游客戶的認可,相關(guān)投資者可構(gòu)筑品牌壁壘和市場壁壘,形成較強的競爭優(yōu)勢。