铪基铁电是基于铪氧化物采用纳米工艺制造而成的新型铁电材料,具有组成元素简单、化学稳定性好、与CMOS芯片制备工艺完全兼容等特点,有望应用于未来高性能电子和光电子器件结构中,在电子信息产业拥有巨大发展潜力。
目前,国内外研究者研究的铪基铁电主要是基于氧化铪(HfO2)的铁电材料。氧化铪(HfO2)作为一种陶瓷材料,具有宽带隙(5.3-5.6eV)和高介电常数(εr≈17)的特点,是微电子领域重点研究对象之一。
根据新思界产业研究中心发布的
《2024-2028年中国铪基铁电产品市场分析可行性研究报告》显示,全球铪基铁电材料发展时间短,2011年,德国科学家首次发现硅(Si)元素掺杂的氧化铪(HfO2)晶体材料具有铁电性质,从此铪基铁电材料作为一种新型的铁电材料引起了科研界广泛关注。由于我国新型铁电材料相关技术尚不成熟,耐久性、铁电机理等铪基铁电材料应用的瓶颈问题未解决,行业仍处于导入期阶段,还未实现产业化生产。
现阶段,铪基铁电材料的相关研究工作多基于多晶薄膜体系开展,主要集中在以下三部分:(1)高质量铁电薄膜制备方法和优化的制备工艺;(2)漏电流机制对铁电性能的影响,以及保持特性和抗疲劳性能;(3)铪基铁电薄膜器件研究,包括铁电薄膜栅极结构、高k介质层、铁电薄膜与金属电极的界面相容性等。
铪基铁电商业化进程缓慢,目前还没有实现量产的企业,相关研究成果也主要掌握在高校及科研院所手中。从整个铁电材料行业来看,现阶段,中国铁电材料行业企业数量并不多,山东国瓷功能材料股份有限公司、安徽凯盛应用材料有限公司、福建贝思科电子材料股份有限公司、湖北天瓷电子材料有限公司以及上海典扬实业有限公司前五家企业占据了大部分市场份额。
铪基铁电下游主要面向铁电存储器领域,而铁电存储器具有非易失性、随机存储、读写速度快、可重复读写、耐久性强、使用寿命长、功耗低等特性,是下一代存储器技术中较具有发展前景的一类。未来随着铁电存储器行业生产规模扩大,铪基铁电作为关键的存储介质材料,其需求量也将随之增长。
新思界
产业研究人士认为,现阶段铪基铁电行业尚未产业化,投资者进入该行业面临的市场竞争风险较低,且一旦相关投资者通过研发实现铪基铁电产业化生产,并率先开拓出铪基铁电市场,其将具备先发优势。凭借先发优势及下游客户的认可,相关投资者可构筑品牌壁垒和市场壁垒,形成较强的竞争优势。