搶占研發(fā)制高點，半導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。

寬禁帶半導體已大規(guī)模應用

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體正成為中國半導體行業(yè)研究的重點。

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

郝躍還預測，6G通信2030年或?qū)M入產(chǎn)業(yè)化，未來寬禁帶半導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)寬禁帶半導體研發(fā)的制高點，中國還在2020年成立了寬禁帶半導體器件與集成電路國家工程研究中心，目前已經(jīng)在氮化鎵半導體設備、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’，也讓寬禁帶半導體有了更加廣闊的前景。當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)

中國科學院院士、北京大學教授彭練矛表示，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)有半導體產(chǎn)業(yè)格局。我國應抓住這一歷史機遇，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。