半导体材料专业 材料类专业了解多少?生化环材四大天坑,材料类专业还在不在坑里

小编 2024-11-24 生态系统 23 0

材料类专业了解多少?生化环材四大天坑,材料类专业还在不在坑里

一直以来,很多人都认为生化、环材是四大天坑专业,但是材料学早已出坑。

材料、信息、能源被认为是当代文明的三大支柱。信息的核心是电子信息材料,能源的关键是新能源材料。所以说材料才是最关键,最重要的是一切的技术。

人类的历史某种程度上就是材料利用的历史,材料进步的一小步就是我们人类进步的一大步,每一种材料的发现、发明和利用都极大的提升了人类的生活水平和质量。

当下我们所处的电子与信息时代就是半导体材料的时代。2024年,教育部新增了24个专业,这24个专业中就有4个专业属于材料类,分别是材料智能技术、电子信息材料软物质科学与工程、稀土材料科学与工程。而且材料学大类还是本科93个专业大类里面下设专业数量第二多的,说明国家对材料专业还是非常非常重视的。

最近几年材料的毕业生在就业市场上是很吃香的,因为新能源的发展,大量就业需求被释放,材料专业的毕业生可以进入华为、比亚迪、宁德时代这些企业,除了这些,毕业生还可以去航空航天、电子通信、汽车、医疗、建筑、制造业等领域。

但是材料类专业的前途就在于科研,所以一定要读到硕士甚至博士,终生做科研就是最好的选择,努力把人类的科技水平向前推进一小步。所以学习能力强,有毅力愿意为科研奉献的同学非常适合读这个专业,如果未来不想持续做科研,也要读到研究生。研究生选方向的时候一定要选新材料,而不是传统材料。

产业发展环境透析智研产业百科【295】——半导体材料

摘要: 得益于近年来中国大陆大力发展半导体制造业,晶圆制造产品持续提升,中国大陆半导体材料市场规模持续快速增长。数据显示,2018-2022年中国半导体材料市场规模保持逐年上涨趋势,从2018年的585.74亿元逐步增长至2022年914.4亿元。2023年随着国内半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力,中国半导体材料国产化进程加速,市场规模增长至1024.34亿元左右。

一、定义及分类

半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料,是半导体工业的基础。根据工艺过程,半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料,其中晶圆制造材料又包括硅片、电子特气、CMP抛光液&抛光 垫、光掩膜、光刻胶、湿电子化学品、靶材等等;封装材料又包括封装基板、引线框架、键合丝、陶 瓷封装材料等等。

二、行业政策

1、主管部门和监管体制

中国半导体材料行业的主管部门为国家发改委、工信部、科技部、财政部、国家市场监督管理总局等部门。其中,国家发改委负责制定半导体材料的发展规划、产业政策、投资管理等方面的政策;工信部负责半导体材料行业的日常管理和监督;科技部负责半导体材料行业的科技创新和人才培养;财政部负责制定半导体材料行业的财税政策;国家市场监督管理总局负责半导体材料行业的市场监管和产品质量监督。

此外,中国半导体材料行业协会主要有中国电子材料行业协会、中国半导体行业协会等。这些协会在政府和企业之间起到了桥梁和纽带的作用,协助政府制定行业标准、规范市场秩序、推动行业自律等方面的工作。

2、行业相关政策

随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展,对半导体器件的需求日益增长,同时也催生了市场对半导体材料的需求,半导体材料行业迎来快速发展的黄金期。近年来,我国出台了一系列政策来鼓励半导体材料发展。如2023年1月,工业和信息化部等六个部门发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,其中提出面向光伏、风电、储能系统、半导体照明等,发展新能源耐高温、耐高压、低损耗、高可靠IGBT器件及模块,SiC、GaN等先进宽禁带半导体材料与先进拓扑结构和封装技术,新型电力电子器件及关键技术。12月,重庆市人民政府办公厅发布的《重庆市集成电路设计产业发展行动计划(2023—2027年)》,其中提出大力争取晶圆代工龙头和高端设计企业来渝布局,鼓励IDM(垂直整合制造)企业对外开放制造产能、委外半导体封测,扩大封测产业前端需求,壮大集成电路封测产业规模,显著增强产业链竞争力,带动集成电路设计、制造、封测、材料、设备全面发展。

三、发展历程

半导体材料主要分为四个阶段:第一阶段是20世纪50年代起,以硅Si为代表的第一代半导体材料制成的二极管和晶体管取代了电子管,用于电脑CPU、GPU、内存、手机的SoC等器件,引发以集成电路为核心的微电子产业的迅速发展。第二阶段是指20世纪90年代开始,以砷化镓GaAs为代表的第二代半导体材料崭露头角,相关器件制备技术逐渐成熟,使半导体材料进入光电子领域。第三阶段是指21世纪以来,以碳化硅SiC为代表的第三代半导体材料在禁带宽度、击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面具有显著优势,进一步满足了现代工业对高功率、高电压、高频率的需求。第四阶段是指以氧化镓为代表的第四代半导体材料在高功率和高电压应用方面具有很大的优势,已经在功率电子器件、紫外光电器件和光电子器件等领域得到了广泛的研究和应用。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

半导体材料属于典型的技术密集型产业,对生产技术、机器设备、工艺流程和作业环节的要求非常严格。半导体材料是化学、化工、材料科学、电子工程等多学科结合的综合学科领域,细分产品种类多,且不同细分产品的材料属性、生产工艺、功能原理、应用领域差异较大,产品之间跨度大,单一产品具有高度专用性。因此新进入者很难在短时间内掌握多个跨领域的知识储备和工艺技术,行业具有较高的技术壁垒。

2、人才壁垒

由于半导体材料行业技术含量较高,研发及产业化需要大批专业背景深厚、实践经验丰富的高层次技术人才。这些人才具有复合专业知识结构,准确把握行业和技术的发展趋势,并且需要在长期实践工作中积累应用经验,以深刻理解生产工艺中的关键技术环节,开发出满足下游客户需求的产品。而新进入者,难以在短时间内积累大量的人才,因此,高技术人才是构成进入行业的主要壁垒之一。

3、资金壁垒

半导体材料的研发和产业化是一项投入大、周期长的系统性工程,产品从研究开发、性能检测到最终的产业化实现销售,需要投入大量的资金,用于建造实验室和生产车间、引进先进的研发生产设备和精密的检验测量仪器。同时,随着行业市场竞争不断加剧,生产技术标准越来越严格,半导体材料企业只有具备雄厚的资金实力,不断加大对产品研发和产业化的投资力度,才能匹配下游行业更新换代快的要求,这对于新进入的企业来说具有一定的资金壁垒。

五、产业链

1、行业产业链分析

半导体材料处于整个半导体产业链的上游环节,对半导体产业发展起着重要支撑作用。其产业链上游为原材料,主要包括金属、电子陶瓷材料、半导体用碳化硅、砷化镓等,中游是指半导体材料,下游为半导体材料的主要应用领域,包括集成电路、半导体分立器件、光电子器件和传感器等。半导体材料行业产业链如下图所示:

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