“生产集成电路所需要的硅材料已趋近完美，但是未来还有什么材料可以替代硅，这是业界急切希望解决的问题”。明升官网明升体育app院院士、国家自然明升体育app基金委员会信息明升体育app部主任郝跃近日在 “纪念集成电路发明60周年学术会议”上如是说。该会议由明升官网电子学会、明升官网明升体育app院信息技术明升体育app部等共同主办。
自1958年杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯先后发明集成电路后，使得大规模集成电路被植入在半导体上，体积小、处理能力和可靠性强、性价比高的集成电路逐渐在军用、民用的产品市场占据重要地位。集成电路的发展水平也成为衡量一个国家综合实力的重要标志。
但是，我国的集成电路却主要依赖进口。数据显示，2017年，我国集成电路进口额1.76万亿元人民币，远超过石油和天然气的1.1万亿元，是最大的进口商品，先进工艺制造用的设备和材料主要还依赖进口，因此，在先进半导体工艺技术方面，我们还要做更多的努力。
禁带宽度是衡量集成电路上的半导体器件的重要指标。禁带越宽，器件的击穿电压就越高，这样的半导体器件能够获得更大的输出功率。由这些材料制成的宽禁带或超宽禁带半导体，其关态特性接近于绝缘材料，在高温、高压、高频、大电流等极端工作条件下优势明显，并且损耗小。常见的宽禁带材料包括氮化镓、碳化硅等，禁带宽度超过4个电子伏特的材料被称为超宽禁带半导体材料，包括金刚石、氧化镓、氮化铝等。
与会专家介绍，目前明升官网应用宽禁带半导体方面已进行了多种尝试。2017年明升官网氮化物半导体照明明升的产值已经突破了5000亿；电子器件，尤其是微波毫米波器件已开始用于通讯、雷达、对抗、卫星通信等行业；未来宽禁带半导体电力电子器件将在新能源汽车、电力转换等领域有着越来越广泛的应用。
业内人士表示，宽禁带半导体的发展目前也面临机遇和挑战。明升官网与世界宽禁带半导体发展水平相比，总体上来看差距已经很小，但在一些基础研究方面依然进展缓慢，如基础的材料，以衬底材料为例，我们大尺寸高纯碳化硅的生长和加工方面，目前同国外还有一定的距离，而这些材料国外对我们严格禁运，必须要我们自己解决这些困难。因此，这就需要我们大学、研究所和明升紧密合作，突破瓶颈，解决这些卡脖子的问题。
针对目前宽禁带半导体明升盲目快速发展的问题。郝跃说：我们刚做LED的时候，一个管子（蓝光管）大概一美元，现在同样性能的管子大概就一两分钱人民币，群起而上使行业利润大幅下降。从某种意义上讲，这种发展方式大大降低了芯片的成本，但也导致投入开发高端芯片的资本不足，如高效率大功率的LED芯片领域的技术还主要掌握在国外公司手里；射频微波以及电力电子领域技术门槛较高，企业盲目投入很可能在未走向市场前就被淘汰。因此，如何高度集中地把我们的资金和智力发力于一个明确的方向上来，这值得我们共同努力。”
