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搶占研發(fā)制高點,半導(dǎo)體新材料有望彎道超車

2021-04-21 09:00  來源:科技日報  瀏覽:  

搶占研發(fā)制高點,半導(dǎo)體新材料有望彎道超車

4月17—18日,第十五屆中國電子信息技術(shù)年會在重慶兩江新區(qū)舉行,在18日舉行的年會主論壇上,多位院士向在場的2000余名觀眾分享了未來電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的亮點、趨勢,其中半導(dǎo)體新材料成為不少與會專家重點關(guān)注的內(nèi)容。

寬禁帶半導(dǎo)體已大規(guī)模應(yīng)用

在中國加速推進碳達峰、碳中和的背景下,能大幅降低電力傳輸中能源消耗的寬禁帶半導(dǎo)體正成為中國半導(dǎo)體行業(yè)研究的重點。

中國科學(xué)院院士、中國電子學(xué)會副理事長、西安電子科技大學(xué)教授郝躍稱,目前寬禁帶半導(dǎo)體已經(jīng)在汽車、健康等領(lǐng)域得到了大規(guī)模應(yīng)用。例如,在汽車領(lǐng)域,運用寬禁帶半導(dǎo)體之后,電動汽車可在同樣電力驅(qū)動下行駛更長的里程。

郝躍還預(yù)測,6G通信2030年或?qū)M入產(chǎn)業(yè)化,未來寬禁帶半導(dǎo)體將釋放巨大市場潛力和強大發(fā)展動力。

為進一步占領(lǐng)寬禁帶半導(dǎo)體研發(fā)的制高點,中國還在2020年成立了寬禁帶半導(dǎo)體器件與集成電路國家工程研究中心,目前已經(jīng)在氮化鎵半導(dǎo)體設(shè)備、氮化鎵毫米波功率器件等多個領(lǐng)域取得了技術(shù)突破。

“中國已經(jīng)提出了‘3060碳排放目標’,也讓寬禁帶半導(dǎo)體有了更加廣闊的前景。當(dāng)然我們還需要不斷努力,在電力總量攀升的同時降低傳輸過程中的消耗,推動碳達峰、碳中和目標早日實現(xiàn)。”郝躍說。

碳基技術(shù)有望取代硅基技術(shù)

中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授彭練矛表示,隨著芯片制造工藝逼近2納米,硅基芯片材料的潛力已基本被挖掘殆盡,無法滿足行業(yè)未來進一步發(fā)展的需要,啟用新材料是公認的從根本上解決芯片性能問題的出路。

彭練矛指出,碳納米管擁有完美的結(jié)構(gòu)、超薄的導(dǎo)電通道、極高的載流子遷移率和穩(wěn)定性,未來有望取代傳統(tǒng)的硅基集成電路技術(shù)。面向后摩爾時代,中國現(xiàn)已基本解決碳納米管面臨的挑戰(zhàn),實現(xiàn)了整套的碳納米管集成電路和光電器件制備技術(shù),同時也在碳納米管的無摻雜技術(shù)研究方面取得重大突破,使得我國在碳基芯片的基礎(chǔ)研究方面邁入全球發(fā)展前列。

暢想未來,彭練矛認為碳基技術(shù)有望全方位影響現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局。我國應(yīng)抓住這一歷史機遇,從材料開始,總結(jié)過往經(jīng)驗,通過發(fā)展碳基芯片,實現(xiàn)中國芯片的彎道超車?,F(xiàn)有研究已證明,碳基集成電路擁有超越硅基的潛力,亟待解決的則是產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的工程性問題,實現(xiàn)技術(shù)的落地與實用化。
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