淺談寬禁帶半導(dǎo)體涉及到的幾個(gè)基礎(chǔ)問題

寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)快速崛起，未來10年將對(duì)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局重塑產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。寬禁帶半導(dǎo)體是全球高技術(shù)競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域之一，我國高度重視，在“中國制造2025”、2035中長期科技規(guī)劃、十四五計(jì)劃中，均將寬禁帶半導(dǎo)體列為重點(diǎn)方向。“十四五”將重點(diǎn)解決能用好用及可持續(xù)創(chuàng)新能力的問題，全產(chǎn)業(yè)鏈整體競爭力不強(qiáng)，核心材料和關(guān)鍵裝備是卡脖子瓶頸。

近日，在第九屆國際第三代半導(dǎo)體論壇&第二十屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇開幕大會(huì)上，中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)黨委書記張榮教授分享了“寬禁帶半導(dǎo)體的幾個(gè)基礎(chǔ)問題”的主題報(bào)告。我國技術(shù)水平持續(xù)提升，市場保持高速增長。2022年我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)值6892億元（其中半導(dǎo)體照明6750億元，功率電子和微波射頻兩個(gè)領(lǐng)域總產(chǎn)值141.7億元， 較2021年增長11.7%。SiC、GaN功率電子產(chǎn)值規(guī)模達(dá)74.3億元，同比增長28.33%。GaN射頻電子產(chǎn)值67.4億元，較上年持平）。

報(bào)告中指出，光電子與微電子深度融合，有望實(shí)現(xiàn)跨界創(chuàng)新應(yīng)用引領(lǐng)。微波射頻關(guān)鍵指標(biāo)基本與國際同步，并已規(guī)?；a(chǎn)。

功率電子材料和器件研發(fā)基本與國際同步，GaN功率器件邁向更廣的應(yīng)用領(lǐng)域，更全電壓等級(jí)，從當(dāng)前100V/650V拓展到30V~1200V，可靠性升級(jí)實(shí)現(xiàn)從消費(fèi)到工業(yè)、車規(guī)的跨越。

超寬禁帶半導(dǎo)體布局加速，超大的禁帶寬度、高擊穿電場強(qiáng)度，在更高耐壓更低導(dǎo)通電阻的微波大功率電子器件、日盲探測等深紫外光電器件、高能粒子探測器等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。

報(bào)告還指出，寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)在不斷發(fā)展，大注入、高場條件下器件物理；單光子源與單光子探測；自旋注入與極化光；極化調(diào)控與鐵電特性等基礎(chǔ)問題仍需要關(guān)注。

其中，單光子源和單光子探測器是量子信息技術(shù)的關(guān)鍵器件。室溫自旋LED中電子電荷、自旋及光子偏振得以集成，從而在半導(dǎo)體自旋電子器件中極具潛力。纖鋅礦結(jié)構(gòu)氮化物半導(dǎo)體具有強(qiáng)自發(fā)極化和強(qiáng)壓電極化，氮化物半導(dǎo)體是極具潛力的鐵電半導(dǎo)體材料。

報(bào)告中認(rèn)為，物理學(xué)、材料科學(xué)、量子科學(xué)及微納加工技術(shù)不斷發(fā)展，為半導(dǎo)體信息器件提供了新的發(fā)展維度，衍生出基于新原理的顛覆性器件，滿足在信息科學(xué)前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新性應(yīng)用。

審核編輯：黃飛