浅谈宽禁带半导体涉及到的几个基础问题

宽禁带半导体技术快速崛起，未来10年将对国际半导体产业格局重塑产生至关重要的影响。宽禁带半导体是全球高技术竞争的关键领域之一，我国高度重视，在“中国制造2025”、2035中长期科技规划、十四五计划中，均将宽禁带半导体列为重点方向。“十四五”将重点解决能用好用及可持续创新能力的问题，全产业链整体竞争力不强，核心材料和关键装备是卡脖子瓶颈。

近日，在第九届国际第三代半导体论坛&第二十届中国国际半导体照明论坛开幕大会上，中国科学院院士、厦门大学党委书记张荣教授分享了“宽禁带半导体的几个基础问题”的主题报告。我国技术水平持续提升，市场保持高速增长。2022年我国宽禁带半导体产值6892亿元（其中半导体照明6750亿元，功率电子和微波射频两个领域总产值141.7亿元， 较2021年增长11.7%。SiC、GaN功率电子产值规模达74.3亿元，同比增长28.33%。GaN射频电子产值67.4亿元，较上年持平）。

报告中指出，光电子与微电子深度融合，有望实现跨界创新应用引领。微波射频关键指标基本与国际同步，并已规模化生产。

功率电子材料和器件研发基本与国际同步，GaN功率器件迈向更广的应用领域，更全电压等级，从当前100V/650V拓展到30V~1200V，可靠性升级实现从消费到工业、车规的跨越。

超宽禁带半导体布局加速，超大的禁带宽度、高击穿电场强度，在更高耐压更低导通电阻的微波大功率电子器件、日盲探测等深紫外光电器件、高能粒子探测器等领域具有重要应用价值。

报告还指出，宽禁带半导体技术在不断发展，大注入、高场条件下器件物理；单光子源与单光子探测；自旋注入与极化光；极化调控与铁电特性等基础问题仍需要关注。

其中，单光子源和单光子探测器是量子信息技术的关键器件。室温自旋LED中电子电荷、自旋及光子偏振得以集成，从而在半导体自旋电子器件中极具潜力。纤锌矿结构氮化物半导体具有强自发极化和强压电极化，氮化物半导体是极具潜力的铁电半导体材料。

报告中认为，物理学、材料科学、量子科学及微纳加工技术不断发展，为半导体信息器件提供了新的发展维度，衍生出基于新原理的颠覆性器件，满足在信息科学前沿领域的创新性应用。

审核编辑：黄飞