第三代红外探测器

2021年9月27日，两年一度的科学仪器行业盛会——第十九届北京分析测试学术报告会暨展览会（简称BCEIA 2021）在北京中国国际展览中心盛大开幕。会议同期举办了半导体检测与标准论坛会议，该论坛由中国分析测试协会、中国有色金属学会理化检验学术委员会主办。会议围绕第三代半导体材料与工艺、第三代半导体物理与器件、第三代半导体测试评价技术与仪器、第三代半导体产业中的质量基础设施建设等报告方向，邀请到中科院半导体研究所研究员赵德刚、国合通用测试评价认证股份公司高级工程师刘红、南京大学教授刘斌、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员孙钱、欧波同（中国）有限公司经理苏瑞雪、西安电子科技大学教授张进成、第三代半导体产业技术创新联盟高伟博士、清华大学副教授汪莱、武汉理工大学副教授张侨、中科院半导体研究所研究员闫建昌、北京大学高级工程师杨学林、国网全球能源互联网研究院杨霏。会议现场主持人：中国分析测试协会常务理事、中国有色金属学会理化检测委员会委员 孙泽明报告人：中科院半导体研究所研究员 赵德刚报告题目：《GaN基材料与激光器》报告人：国合通用测试评价认证股份公司高级工程师 刘红报告题目：《半导体材料中痕量杂质元素的分析》报告人：南京大学教授 刘斌报告题目：《新结构氮化镓基Micro-LED器件制备与应用》报告人：中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员 孙钱报告题目：《硅基GaN功率电子器件及材料研究进展》从专家们的报告中可以看出，我国当前在第三代半导体领域发展速度惊人，具有国际影响力的创新性和突破性的成果频出，并取得了国际同行的高度认可。以氮化镓、金刚石等为代表的第三代半导体是制备高光效光电器件和大功率电子器件的优选材料体系，在固态照明、5G通讯、新能源汽车、智能显示等新一代信息产业中极具发展潜力，是全球半导体产业的重点发展方向。如何紧密围绕国家战略导向与产业发展需求，推动我国第三代半导体及其相关产业的进一步发展，进一步提升材料质量与器件性能水平，实现关键技术自主可控，在尺寸单晶衬底、硅基氮化镓、微型发光二极管、紫外发光/探测器件、射频/功率电子器件、器件失效分析、高纯材料检测等前沿领域实现突破，是本次会议的核心重点；国内优秀中青年科学家也借此机会探讨我国第三代半导体发展中存在的问题及未来技术发展方向。

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仪器信息网讯 第一代半导体兴起于20世纪五十年代，以硅（Si）、锗（Ge）半导体材料为代表，广泛应用于集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业。20世纪九十年代以来，随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起,以砷化镓、锑化铟为代表的第二代半导体材料开始崭露头角。二十一世纪以来，以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料开始初露头角。第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性，可以实现更好的电子浓度和运动控制，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件，在光电子和微电子领域具有重要的应用价值。目前，市场火热的5G基站、新能源汽车和快充等都是第三代半导体的重要应用领域。随着工业、汽车等市场需求的增加，以GaN、SiC为代表的第三代半导体材料的重要性与优越性逐渐凸显了出来。同时，随着第三代半导体材料产业化技术日趋成熟，生产成本不断降低，使得第三代半导体材料突破传统硅基半导体材料的瓶颈，从而引领了新一轮产业革命。未来采用第三代半导体材料器件的产品和企业将会越来越多。但在半导体器件向小型化和集成化方向发展的同时，半导体器件特性测试也越来越重要。针对于此，仪器信息网在2022年12月21日举办的第三届“半导体材料、器件研究与应用”网络会议上，特设置了第三代半导体研究与检测技术专场。邀请第三代半导体领域相关研究、应用与检测专家、知名仪器企业技术代表，以线上分享报告、在线与网友交流互动形式，为同行搭建公益学习互动平台，增进学术交流。为回馈线上参会网的支持，增进会议线上交流互动，会务组决定在会议期间增设多轮抽奖环节，欢迎大家报名参会。同时，只要报名参会并将会议官网分享微信朋友圈积赞30个可以获得《2021年度科学仪器行业发展报告》（独家首发）一本，（兑奖方式见文末）报名参会进群还将获得半导体相关学习电子资料压缩包一份。会议同期，还有部分赞助厂商将抽取幸运观众，邮寄企业周边产品。本次会议免费参会，报名链接：https://insevent.instrument.com.cn/t/5ia 或扫描二维码报名第三代半导体研究与检测技术专场专场会议日程：时间报告题目演讲嘉宾专场2：第三代半导体研究与检测技术（12月21日）9:30氮化镓增强型功率器件进展黄火林(大连理工大学 教授)10:00如何利用牛津原子力显微镜评价化合物半导体质量刘志文 (牛津仪器科技（上海）有限公司)10:30Epitaxial growth of thick GaN layers on Si substrates and the physics of carbon impurity杨学林(北京大学 正高级工程师)11:00海洋光学微型光谱仪在半导体领域的应用卢坤俊(海洋光学 资深技术&应用专家)11:30GaN电力电子器件研究进展赵胜雷(西安电子科技大学 副教授)直播抽奖：5张30元京东卡12:00午休午休音乐14:00GaN功率器件及功率集成电路技术魏进(北京大学 研究员)14:30布鲁克新一代能谱仪及其在半导体样品上的应用陈剑锋（布鲁克（北京）科技有限公司 应用工程师）15:00聚焦离子束及飞秒激光微纳加工徐宗伟（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 副教授）15:30雷尼绍拉曼光谱技术的发展及其在半导体材料分析中的应用王志芳（雷尼绍(上海)贸易有限公司北京分公司 光谱产品部应用经理）16:00GaN半导体器件的仿真设计与制备研究张紫辉（河北工业大学 教授）16:30氮化物半导体的原子尺度晶格极性研究王涛（北京大学 高级工程师）直播抽奖：5张30元京东卡嘉宾介绍大连理工大学 黄火林 教授黄火林，大连理工大学教授/博导&省第三代半导体技术创新中心副主任，在国内外长期从事第三代氮化镓材料半导体功率器件研发工作。2014年从新加坡国立大学回国后加入大连理工大学，建立第三代半导体电子器件实验室；已在IEEE EDL、T-ED、T-PEL等领域著名期刊和重要国际会议上发表学术论文超过五十篇；近五年已经申请或授权国际、国内发明专利近三十项（第一发明人）；主持国家级、省部级纵向及横向课题十余项。【摘要】氮化镓材料是第三代半导体的典型代表，利用该材料异质结结构2DEG优势制造的新一代功率器件已经进入民用和军用领域。增强型（常关型）操作是目前该领域的主要技术难题之一，本次报告将介绍氮化镓增强型功率器件的关键技术问题和研究进展。牛津仪器科技（上海）有限公司 刘志文 高级应用科学家刘志文，2006年博士毕业于大连理工大学三束国家重点实验室，博士期间主要利用AFM，TEM，XRD等技术手段研究PVD制备的氧化物薄膜的生长机制。毕业之后直接加入安捷伦科技，作为纳米测量部的应用科学家，主要从事AFM的应用工作。2018年加入牛津仪器Asylum Research。目前作为牛津仪器的高级应用科学家，主要从事原子力显微镜的应用推广、测试方法的研究以及AFM相关的多系统耦合。【摘要】 近几年，由于化合物半导体行业的飞速发展，其衬底以及外延薄膜质量评价越来越受到关注。如何评价高质量衬底和外延薄膜对工艺优化至关重要。原子力显微镜（AFM）是评价衬底和薄膜质量不可或缺的技术手段。在本次讲座中，主要用AFM从表面结构，力学性质和电学性质全面评价衬底和薄膜质量，涉及材料生长机制、表面不均匀性、缺陷类型、粗糙度、表面污染、力学性质、导电、表面电势、高压击穿等，从而实现对衬底和薄膜质量的全面评估。北京大学 杨学林 正高级工程师杨学林，1981年生，北京大学宽禁带半导体研究中心高级工程师，国家优秀青年科学基金获得者。2004年和2009年分别在吉林大学和北京大学获学士和博士学位，2009年-2012年在日本东京大学从事博士后研究工作。近年来在Si衬底上GaN基材料的MOCVD外延生长、C杂质的掺杂调控、缺陷影响电子器件可靠性的机理研究等方面取得了多项进展。以第一/通讯作者在PRL,AFM,APL等期刊上发表SCI论文30余篇；在本领域国内外学术会议上做邀请报告近20次，申请/授权国家发明专利13件。【摘要】 In this talk, we will discuss current challenges and summarize our latest progresses in the growth of thick GaN layers on Si substrates and physics of the carbon impurity in GaN. We firstly propose a large lattice-mismatch induced stress control technology to grow crack-free GaN and high mobility AlGaN/GaN as well as InAl(Ga)N/GaN heterostructures on Si substrates. Then, a Ga vacancy engineering is demonstrated for growth of thick GaN layers on Si substrates and fabrication of quasi-vertical GaN devices. Finally, the C doping behaviors in GaN are discussed, including the observation of two localized vibrational modes of CN in GaN and clarifying the formation and dissociation process of C-H complex in GaN.海洋光学 卢坤俊 资深技术&应用专家现任海洋光学亚洲公司资深应用工程师，拥有应用化学硕士学位。主要负责光纤光谱仪相关产品的技术支持与光谱解决方案的应用开发工作，具有丰富的材料、化学应用背景。【摘要】 介绍海洋光学公司及工业客户合作模式，并分享海洋光学微型光谱仪在半导体膜厚测量， PECVD过程监控，Plasma Etching终点指示以及 Plasma Cleaning过程监控中的原理及应用。西安电子科技大学 赵胜雷 副教授赵胜雷，博士，副教授，华山学者菁英人才。主要从事研究氮化物功率器件与应用研究，面向国家重大需求，深入探索器件工作机理，提出多种新型结构，大幅提升器件性能。主持和参与国家科技重大专项、国家自然科学基金等项目10余项，发表SCI论文70余篇，申请与授权发明专利30余项，获得中国电子学会技术发明一等奖。【摘要】GaN电力电子器件经过20多年的科研与产业化发展，已在电力电子器件研究领域与市场占据一席之地，但还有很大提升空间。GaN器件与Si、SiC器件相比有何优点，有何不足？本报告将从当前商业化pGaN器件遇到的问题、新型双向阻断功率应用等角度出发探讨GaN电力电子器件的关键技术。北京大学 魏进 研究员魏进，北京大学集成电路学院研究员、博士生导师。分别获中山大学、电子科技大学、香港科技大学的学士、硕士、博士学位。曾任职英诺赛科科技有限公司研发经理、香港科技大学博士后研究员、香港科技大学研究助理教授。长期致力于 GaN 基、 SiC 基功率电子器件及功率集成电路技术的研究。在IEDM、IEEE EDL等著名国际会议/期刊发表学术论文140余篇，其中一作/通讯作者论文40余篇，总引用2000余次，H因子为28。【摘要】 GaN功率半导体器件具有卓越的高平开关能力，有望大幅度提升功率开关系统的效率与功率密度。本报告将讨论GaN功率半导体器件及集成电路面临的关键技术难题（包含动态导通电阻退化，动态阈值电压漂移等）的物理机制及解决方案。布鲁克（北京）科技有限公司 陈剑锋 应用工程师2003年毕业于中科院长春应化所，主要研究方向是高分辨电子显微镜在高分子结晶中的应用，毕业后加入FEI，负责SEM/SDB的应用、培训以及市场等推广工作。2011年加入安捷伦公司负责SEM的市场和应用工作，2018年在赛默飞负责SEM的应用工作。2021年加入布鲁克，负责EDS、EBSD、 Micro-XRF等产品的技术支持工作，对电子显微镜的相关应用具有多年的实操经验。【摘要】 随着目前工业和自动化控制的发展，促使人们在半导体行业上不断突破到更微观的结构，能谱和电子显微镜因为在纳米尺度上的分析能力和直观的结果解读使之在半导体行业以及相应的材料，结构，性能的研究，测试，表征等方面的依赖性也变得越来越高，布鲁克纳米分析部门推出第七代能谱配合EBSD和同轴TKD等技术继续在分析测试，失效分析，产品工艺改进和品质控制等领域助力新能源行业的发展，本期报告我们将主要介绍布鲁克新一代能谱仪特点应用，让新老客户对我们的产品及应用有一个更好的了解和认知。天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 徐宗伟 副教授徐宗伟，天津大学英才副教授，博导。研究领域：宽禁带半导体器件、超快能量束（离子、fs激光）加工、拉曼及荧光光谱表征、微纳加工机理、微刀具制备及纳米切削技术。中国电子显微镜学会聚焦离子束专业委员会委员。【摘要】 聚焦离子束、飞秒激光微纳加工，由于其精度高、直写成型和灵活性高等优势，成为重要的微纳制造技术。随着纳米功能器件制造需求和制造难度的不断增加，对基于聚焦离子束和飞秒激光制造技术提出了许多新的挑战。报告结合加工工艺优化、光谱表征以及原子尺度模拟等研究手段，分享两种先进制造技术在制备微纳光学功能器件、原子尺度点缺陷色心、宽禁带半导体功能结构中的应用。雷尼绍(上海)贸易有限公司北京分公司光谱产品部应用经理 王志芳王博士，毕业于中国科学技术大学物理系，现任雷尼绍光谱产品部应用经理。主要从事拉曼光谱技术在各个领域的开发和应用工作，具有多年的拉曼光谱系统使用经验及拉曼光谱分析经验。【摘要】 半导体材料和器件的性能及稳定性往往与材料本身的性质联系在一起，包括材料应力、缺陷、杂质、载流子浓度还有温度响应等等。拉曼光谱检测可以获得以上半导体材料的性质，并且拉曼光谱还具有速度快、无需制样、无损伤等表征优势，可以同时获得静态及动态变化中的结构信息，已经成为半导体材料表征和器件测试的一个重要手段。本次报告主要介绍雷尼绍拉曼技术在半导体领域的应用方向和相关案例，同时分享适用于半导体领域的拉曼技术的发展和应用。河北工业大学 张紫辉 教授张紫辉，男，生于1983年，2006年毕业于山东大学并获得理学学士学位，2015年毕业于新加坡南洋理工大学并获博士学位，后留校担任南洋理工大学研究员，目前担任河北工业大学教授、博士生导师、河北省特聘专家。主要研究第三代半导体器件、半导体器件物理、芯片仿真技术。目前已经在Applied Physics Letters、IEEE Electron Devices、Optics Express、Optics Letters等领域内权威SCI 期刊发表科研论文130多篇，其中以第一作者/通讯作者发表文章80余篇； 参与出版学术著作5部；获授权美国专利、中国国家专利共计21项，申请18项，已经完成成果转化4项；先后主持各类科研项目15项。【摘要】 本次报告将围绕深紫外发光二极管（DUV LED）、Micro-LED、日盲紫外探测器和肖特基功率二极管（SBD），详细阐述半导体器件仿真技术在半导体器件设计和制备过程中的关键作用，同时深入探讨影响各类半导体器件性能指标的关键因素，并提出优化设计方案：（1）探索提高AlGaN基DUV LED载流子注入效率、光提取效率、电流扩展效应的方法及机理；（2）研究抑制GaN基Micro-LED侧壁非辐射复合的方法，并提高发光效率；（3）研究降低紫外探测器的暗电流、提高响应度的方法和相关器件物理；（4）利用半导体仿真技术探索GaN基SBD的击穿过程，并优化器件架构设计，制备高击穿电压的GaN基SBD。北京大学 王涛 高级工程师王涛，北京大学电子显微镜实验室高级工程师，2013年在四川大学获得学士学位， 2018年在北京大学获得博士学位，曾在沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）和德国莱布尼兹晶体生长研究所（IKZ）交流学习。目前主要从事（超）宽禁带半导体材料纳米尺度物性研究，主要包括利用高空间分辨、高能量分辨电子显微镜技术研究材料的物性，以及原位条件下材料的物性调控研究。以第一作者或通讯作者在Advanced Materials、 Light: Science & Applications、Advanced Science、Applied Physics Letters和Nanomaterials等期刊上发表多篇文章。兑奖方式：1） 直播间抽奖中奖后，凭借中奖截图凭证联系直播助手领奖；2） 分享朋友圈兑奖，凭借朋友圈点赞截图，联系直播助手领取《2021年度科学仪器行业发展报告》扫码加直播助手微信

第十五届北京分析测试学术报告会暨展览会（2013BCEIA）期间，在北京展览馆举办的分子光谱仪器与技术现场评议活动。活动邀请国内光谱领域专家出席，国内外多家生产近红外、中红外、拉曼光谱仪器的生产厂家参与，旨在通过该次评议活动了解国内外分子光谱技术的最新进展，通过专家与企业的沟通与交流，推动分子光谱仪器的产品升级，强化企业与专家之间的沟通与交流。 聚光科技作为国内近红外光谱分析仪研发企业代表，受主办方邀请参与本次活动，由近红外研发部门经理做会议报告，介绍公司近红外系列产品的研发和应用。下午的产品展示活动，向与会人员展示了公司13年发布的第三代近红外分析仪SupNIR-2700并进行现场操作演示，与前几代相比，该仪器的性能和外观都有很大提升，同时更加关注细节和人性化。 第三代近红外分析仪SupNIR-2700 全新波长定位技术，一致性得到大幅提升 防水性能更优越，不惧滴水 防尘功能更好，适应更差的工厂环境 实现更多用户定制化的需求 仪器降噪处理更完善，运行更安静 完全兼容前几代仪器的分析模型 多台仪器间模型传递效果更优 聚光科技大会报告 聚光科技近红外产品的研发应用已有十多年的历史，从便携到在线分析系统，拥有丰富的系列近红外产品，在粮油、石化、制药等行业拥有大批的用户，在复杂的在线近红外系统工程方面更是独具优势，和中国石化石油化工科学研究院、清华大学、北京化工大学等科研院所及高校合作，成功推出油品重整、油品调和、化工生产过程、中药现代化生产过程等多领域成套在线近红外分析系统，多套系统实现全国甚至全球首次应用，得到用户及专家极大的肯定。 神威药业现代化中药生产过程在线近红外分析系统现场 聚光科技在本次BCEIA展会期间，近红外展区展示了便携系列、实验室系列丰富的仪器：便携系列配置多款探头，应用于不同状态的样品检测；实验室系列设计适用于液态和固态的样品分析仪器，并为国防领域定制车载燃油分析仪、弹药、推进剂分析仪等。同时发布了与国家商务部、中国农业科学院、中科院及大型生产企业等单位合作的肉类、啤酒、种子、制药等领域的应用解决方案。 粮油、饲料、啤酒、种子等行业解决方案展示 肉/肉制品、纺织品、燃油、军用等行业解决方案展示 新领域应用的开发，集聚光科技强大的仪器研发实力和行业权威机构及龙头企业专业的应用开发能力，为用户提供专业且强大的模型数据库及技术支持，在快速鉴别、品质检测、过程监控等各个环节，充分发挥近红外分析技术的快速、无损、绿色优势，更好的服务于推动产业的快速发展。

大面阵和高工作温度(HOT)都是红外热成像技术发展的趋势，在不同像元尺寸的百万像素红外焦平面探测器逐步取得突破的今天，百尺竿头，再进一步：高德红外研制成功——500万像素HOT全中波制冷红外探测器，并在2024深圳光博会现场面向全球用户首次公开亮相!超大面阵红外探测器的研制一直是业内厂商你追我赶的主赛道。本次发布的500万像素高温中波制冷红外探测器，横跨芯片材料、集成电路、低温制冷和封装测试等多个学科，科技含金量极高。超大面阵规格 还原目标本真500万像素高温中波制冷红外探测器堪称业内顶尖红外热成像解决方案：2560×2048超高分辨率实时监视图像视野更宽广，视场覆盖率更高；10μm像元尺寸，器件架构更紧凑，空间分辨率更大，更加适用于广域远距探测，赋予用户超越以往的全景探测和态势感知能力。大面阵高温红外探测器是第三代红外探测器技术的重要发展方向，随着基于该类器件的热成像整机组件在体积重量、性能成本方面的优势持续凸显，未来相关器件在先进光电系统领域的应用前景愈发广阔。制冷红外芯标杆 探测性能新高度高清成像必须匹配高灵敏度。在标准测试环境下，500万像素高温中波制冷红外探测器的噪声等效温差(NETD)不超过20mK，更细微的温度差异一眼可辨，更渺小的目标细节尽在眼前。500万像素高温中波制冷红外探测器集高分辨率、高性能和高可靠性于一体，可以在相同场景下提供4倍于1280×1024的像元数量，3.7至4.8μm的全中波光谱响应范围，实现更宽视场，更多细节的超高清红外图像，是超远距离探测和细微图像识别的理想选择。更高焦平面温度 关键技术再提速随着先进光电系统对SWAP性能的愈发关注，体积更紧凑、功耗更低、成本更低的高工作温度(HOT)探测器逐渐成为高端制冷红外光电系统的标配,也为超大面阵实现SWAP创造了可能。目前，500万像素高温中波制冷红外探测器的焦平面工作温度可达150K，HOT性能处在同级别产品中的头部行列。500万像素高温中波制冷红外探测器基于成熟的Ⅱ类超晶格材料制备，易于实现批量化制造，产品均匀性、稳定性良好，高德红外凭借多年在Ⅱ类超晶格探测器上技术储备，多款HOT红外探测器产品已经在稳定供应中。大面阵高温红外探测器可提供更清晰更细腻的红外图像，满足高动态、宽视场、全天候监控应用等光电平台的高端红外应用需求，适用于航空航天、边海防等应用场景。高德红外作为国内红外焦平面探测器研发的头部厂商，早已构建成从底层红外核心器件，到综合光电系统，再到顶层完整光电系统总体的全产业链研发生产体系，确保多品类多形态光电产品的稳定量产并批量交付。未来，高德红外将继续眺望光电科技前沿，瞄准材料与器件技术趋势，加大科研投入力度，持续保持行业领先地位。

为了进一步提高红外变焦光学系统的性能，兼顾其空间分辨率和灵敏度的要求，基于可变冷光阑技术的制冷型变F数红外探测器需求迫切。相较于传统的红外变焦光学系统，变F数红外变焦光学系统可在大视场和小视场切换时保持分辨率和灵敏度的平衡，提高光学系统的孔径利用率，进而缩小光学系统的径向尺寸，有利于红外光学系统成像质量的提升和小型化设计。昆明物理研究所科研团队对变F数与变焦之间的关系进行研究，概述了国内外在可变冷光阑红外探测器技术领域的研究进展，并对主流技术路线的关键技术难点进行了分析。相关研究内容以“可变冷光阑红外探测器研究进展和关键技术分析”为题发表在《红外技术》期刊上。变焦和变F数的关系变焦光学系统的理论依据：光学系统的焦距是一项重要的设计指标，其关系到系统的视场角、空间分辨率等关键性能。变F数与变焦的关系：为了理清变焦与变F数的关系，首先对传统的红外变焦系统进行分析。传统变焦系统中，探测器的F数是固定不变的，而光学系统（为方便讨论，将冷屏作为光学系统的一部分）的F数则分以下几种情况：① 假设系统在最长焦距时入瞳尺寸与物镜尺寸相等：该种情况下，光学系统的F数由最长焦距和物镜尺寸的比值决定，此时冷屏开口即为系统的孔径光阑。在系统由最长焦距切换到短焦状态时，孔径光阑及其尺寸均保持不变，入瞳由原来占满整个物镜逐步等比例缩小。由F数的公式可知，此时光学系统的F数保持不变。如图1所示，探测器的F数固定不变，为F/3，在长焦窄视场时，通光孔径被完全利用，见图中浅蓝色部分；当系统切换至短焦大视场状态时，通光孔径大幅减小，见图1中深蓝色部分。图1 传统变焦红外光学系统的孔径利用率示意图② 假设系统在最短焦距时入瞳尺寸与物镜尺寸相等：该种情况下，系统的F数由最短焦距和物镜尺寸的比值决定。在系统由短焦向长焦切换时，由于物镜尺寸固定，孔径光阑不再是冷屏开口，物镜边框成为了新的孔径光阑，也就是说此时虽然焦距在变大，但是入瞳直径保持不变，使得光学系统的F数逐步增加，并大于探测器的F数，造成冷屏效率的下降。如图2所示，光学系统的F数为F/6，探测器的F数为F/3，光学系统的F数大于探测器，光学系统自身产生的红外辐射大量的进入焦平面，大幅增加系统的NETD，干扰成像。图2 25%冷屏效率系统的辐射示意图实际的变焦光学系统设计时，往往是上述两种情况的平衡，通常不会只考虑某一个状态的性能。而对于变F数光学系统来说，在设计时保证系统在各个焦距下的孔径光阑均为探测器冷光阑，则当系统由长焦变换到短焦时，通过等比例增大冷光阑尺寸，可保证入瞳尺寸保持不变，通光孔径被充分利用，如图3所示。图3 变F数红外光学系统的孔径利用率示意图当系统由短焦变为长焦时，变F数光学系统可以通过等比例减小探测器冷光阑开口尺寸，使得探测器的F数变大，从而保持100%的冷屏效率，避免系统自身的杂散辐射进入焦平面，如图4所示。图4 100%冷屏效率系统的辐射示意图变焦光学系统可兼顾大视场搜索目标和极小视场识别目标的需求，但是由于探测器的F数固定不变，因此要么不能充分利用通光孔径，要么引入大量杂散辐射，不能达到最佳的成像质量。而变F数光学系统则可以很好地解决上述问题。因此理论上，凡是红外变焦光学系统应用的场合，变F数光学系统均可应用，具有广泛的应用前景。可变冷光阑红外探测器的研究进展可变冷光阑的优势可变冷光阑红外探测器技术是目前实现变F数红外系统的重要技术路线。相对于温阑来说，其具有以下几个优势：F数调节范围大且可连续调节。为了解决温阑自身及反射的杂散辐射对成像的影响问题，通常做成球面温阑，这使得F数调节范围小，通常只有两个F数可以选择，或者只能在某两个接近的F数之间进行调节，而可变冷光阑红外探测器可实现系统F数的连续可调，且调节范围较大。可降低系统的复杂度。在传统变焦光学系统中增加温阑设计，将大幅增加光学系统的复杂度和成本。而采用可变冷光阑红外探测器，只需针对探测器杜瓦封装结构进行设计和装配，可大幅降低系统的复杂度。可提升系统的灵敏度。长春光机所的常松涛等人研究了球面温阑对中波640×512（15 μm）红外探测器的NETD的影响，假设球面温阑的温度为20℃，球面温阑的发射率为0.01，当温阑发生0.5℃的温度变化时，温阑引入的NETD达到3.6 mK，虽然引入的NETD很小，但也接近目前探测器本身的NETD。而采用可变冷光阑探测器的方法，引入的NETD可进一步降低。可变冷光阑红外探测器的研究进展国外研究进展：美国弹道导弹防御局（BMDO）在2000年为高空观测系统（HALO）进行更新时设计了一个双波段红外分光系统。如图5所示，该系统在中波和长波的焦平面前端分别设置滤光片转盘，每个转盘上可放置5片不同带通的滤光片以及一片用于背景测试的空白片。美国OKSI公司的Nahum Gat等人先后开发了两套中继光学系统，如图6所示。2013年Nahum Gat等人提出了与杜瓦集成封装的内置式可变冷光阑结构，该结构相较于外置可变冷光阑结构来说结构紧凑，如图7所示。2014年，雷神公司的Jeffrey和Eric等人在Nahum Gat的基础上改进了刀片虹膜式的可变冷光阑结构，其结构示意图如图8所示。雷神公司的第三代前视红外系统是可变冷光阑探测器技术的集大成者。其冷光阑结构如图9所示。此外，雷神公司将中长双波段探测器芯片、双F数可变冷光阑、制冷机、制冷机驱动电路、成像控制电路、冷光阑控制电路等均集成为一个前视红外系统，该系统的体积和重量相对于第二代长波标准先进杜瓦组件（SADA Ⅱ）来说反而更小。包含中长双波段探测器芯片、双F数可变冷光阑、制冷机、成像控制电路、冷光控制电路等均在内的第三代前视红外系统的组成以及实物如图10所示。图5 HALO的双色红外系统图6 带可变冷光阑的真空密封结构和外置可变光阑与滤光片转盘的集成结构图7 刀片虹膜式可变冷光阑图8 双稳态螺线管驱动的可变冷光阑示意图图9 雷神公司可变冷光阑杜瓦俯视图图10 第三代前视红外系统的主要组成部件及系统的实物图国内研究进展：国内对基于可变冷光阑的变F数红外探测器研究较少。上海技物所于2001年发明了一种带可变冷光阑功能的用于红外探测器芯片中测的杜瓦（如图11所示），上海技物所的可变冷光阑结构用于芯片的中测筛选，对结构的小型化以及制冷时间、制冷量的要求不高，因此不适合正式的红外探测器。2014年长春光机所发明了一种与滤光片转盘相似的可变光阑机构（如图12所示）。在光学系统设计方面，613所于2017年设计了可以匹配不同F数探测器的中波大视场光学系统；中电科11所于2022年设计了F/2和F/4可调的变F数光学系统。图11 用于中测杜瓦的可变冷光阑图12 可变式的固定光阑目前国内对于可变冷光阑红外探测器的研究较少，相关产品不够成熟；国外也只有美国雷神公司对该技术进行深入研究，目前产品已进行小批量试制。通过对国内外研究现状的对比，可以发现雷神公司采用的与杜瓦集成封装的内置式可变冷光阑是实现变F数红外探测器的可行的技术路线。该技术路线有如下几点优势：1）集成度高：针对640×480（20 μm）的芯片封装，雷神公司的探测器体积和重量甚至还略小于SADA II探测器；2）可靠性高：可变冷光阑在制冷状态下可进行1万次的开合运动，在非制冷状态下可进行10万次的开合运动；3）功耗低：由于可变冷光阑机构与杜瓦进行集成封装，无需单独为其再配备制冷机，因此功耗不大于75 W，且常温降温时间小于10 min；4）响应时间快：虽然雷神的报道中没有明确说明F数的切换时间，但是根据其使用的压电电机的特性，F数的切换时间可满足光学系统视场切换时间的要求。可变冷光阑红外探测器的关键技术采用刀片虹膜式的可变冷光阑结构，并将其与杜瓦进行集成封装，存在以下关键技术：1）可变冷光阑杜瓦的整体设计技术可变冷光阑杜瓦与传统的固定光阑杜瓦在设计上有很大的不同，需从整体设计上来保证功能的实现。主要需考虑整体结构设计、光阑片的设计、驱动方式的选择、结构的温度控制、整体装配集成、小型化以及可靠性等多方面的技术。2）可变冷光阑精密装配技术可变冷光阑涉及到光阑片的精密装调、驱动电机的隔热装配以及整体结构的精密封装等装配步骤，由于其结构比传统冷屏结构复杂得多，且存在运动部件，其装配更加困难。而光阑片的装配精度关系到运动机构的长期可靠性以及运动过程中的摩擦力，同时影响驱动功率的大小；而驱动电机的装配精度关系到光阑片的受力均匀性以及温控效果；整体结构的装配精度关系到成像的质量。因此需从设计和工艺等多方面进行综合考虑，保证其装配精度及长期可靠性。3）微型电机设计和制造技术对于可变冷光阑来说，压电陶瓷电机是一种比较适合的驱动方式。压电陶瓷电机单位体积下的力矩较大，没有电磁干扰，具有断电自锁功能。一方面，为了缩小可变冷光阑红外探测器的体积，压电陶瓷电机的体积必须很小，另一方面，光阑片的运动阻力要求压电电机的力矩不能过小。因此需通过电机结构设计优化、高性能压电陶瓷的制造、电机制造工艺的改进等多个方面实现小型化大力矩电机的研制，将杜瓦的体积控制在可接受的范围内。4）杜瓦热固耦合设计技术可变冷光阑由于引入了复杂的运动机构，冷头热质量大幅增加，因此，需从结构设计以及材料选择等多方面进行研究和考虑，减小杜瓦热质量，解决快速制冷的问题。此外，可变冷光阑通过电机与杜瓦外壳热连接，需通过结构设计减小杜瓦的漏热。最后，光阑片之间通过叠加的方式互相贴合，热阻很大，需减小光阑片之间以及光阑片与冷屏之间的热阻，从而使光阑片温度降低至不影响焦平面成像的水平。5）可变冷光阑运动控制技术探测器的F数由冷光阑的开口尺寸决定，因此需精确控制冷光阑的运动，从而精确控制探测器的F数。压电陶瓷电机具有断电自锁的功能，即电机断电后可变冷光阑将立即停止运动，停在断电瞬间的位置，因此在控制方面只需要考虑可变冷光阑运动的反馈问题即可，这关键在于选择合适的小型化位置传感器，并结合可变冷光阑的结构设计，将传感器安装固定在合适的位置。6）光阑片表面镀膜技术光阑片表面需进行镀膜处理，膜层需满足摩擦系数小、耐磨以及反射率低3个条件。摩擦系数小可以减小光阑片之间的摩擦力，减小压电电机的力矩需求，有利于电机的小型化；耐磨性高则有利于可变冷光阑机构的可靠性，防止出现膜层脱落干扰成像的现象；反射率低则可以防止芯片的冷反射。结论这项研究从变焦和变F数的关系出发，阐述了变F数光学系统的优势。与传统的变焦光学系统相比，具有可变F数功能的变焦光学系统可兼顾系统的空间分辨率和灵敏度需求，提高系统的孔径利用率，有利于成像质量的提升和系统的小型化。对可变冷光阑的研究进展进行了分析，发现雷神公司的内置刀片虹膜式可变冷光阑是可行性高、性能优异的技术路线，并对该技术路线的关键技术进行了详细分析。对可变冷光阑红外探测器的研究和应用提供了参考。论文信息：http://hwjs.nvir.cn/cn/article/id/7222d189-ab24-490d-9bd9-98f665c31ed1

p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 近日，有消息称，我国计划把大力支持发展第三代半导体产业，写入“十四五”规划，计划在 span 2021-2025 /span 年期间，大力支持发展第三代半导体产业，以期实现产业独立自主。这一消息再次将第三代半导体映入人们的视线。 /p p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 第三代半导体是指以氮化镓（ span GaN /span ）、碳化硅（ span SiC /span ）、金刚石、氧化锌（ span ZnO /span ）为代表的宽禁带半导体材料。与传统的第一代、第二代半导体材料硅（ span Si /span ）和砷化镓（ span GaAs /span ）相比，第三代半导体具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小等独特的性能，使其在光电器件、电力电子、射频微波器件、激光器和探测器件等方面展现出巨大的潜力，是世界各国半导体研究领域的热点。 /p p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 目前，第三代半导体材料正在引起清洁能源和新一代电子信息技术的革命，无论是照明、家用电器、消费电子设备、新能源汽车、智能电网、还是军工用品，都对这种高性能的半导体材料有着极大的需求。根据第三代半导体的发展情况，其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器、以及其他 span 4 /span 个领域，每个领域产业成熟度各不相同。 /p h3 strong span style=" font-size:16px" 科研人员披荆斩棘，冲破国外技术封锁 /span /strong /h3 p style=" text-indent: 28px text-align: justify " span 2014 /span 年，美国总统奥巴马宣布成立 span “ /span 下一代功率电子技术国家制造业创新中心 span ” /span 同期，日本建立了 span “ /span 下一代功率半导体封装技术开发联盟 span /span 欧洲启动了产学研项目 span “LASTP OWER” /span ，由意法半导体公司牵头，协同来自意大利、德国、法国、瑞典、希腊和波兰等六个欧洲国家的私营企业、大学和公共研究中心，联合攻关 span SiC /span 和 span GaN /span 的关键技术。 /p p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 基于第三代半导体的广阔应用前景、巨大的市场需求和经济效益，继半导体照明以后，美国将第三代半导体材料的电子电力器件应用提升到国家战略的高度，确保美国在这一领域的优势地位。由于第三代半导体材料及其制作的器件的优越性、实用性和战略性，许多发达国家将第三代半导体材料列入国家计划，全面部署，竭力抢占战略制高点。目前美欧日具备较为成熟的 span GaN /span 半导体材料产业体系。 /p p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 目前我国第三代半导体材料市场仍以日美欧厂商为主角，但近几年我国已经开始大力扶持第三代半导体产业。在国家 “ span 863 /span 计划”，《国家半导体照明工程》《“十三五”材料领域科技创新专项规划》等政策的支持下，第三代半导体的研究取得了一系列突破性进展。 /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse border:none" align=" center" tbody tr class=" firstRow" td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 时间 /p /td td width=" 350" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 成果 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 单位 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2003/7 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 在自研的高温生长炉上，解决了物理气相传输法中生长 span SiC /span 晶体的一些关键物理化学问题，成功地生长出了直径为 span 2 /span 英寸的 span SiC /span 晶体，其 span X- /span 射线衍射摇摆曲线达到 span 2 /span 弧分，微管密度已少于 span 100 /span 个 span / /span 平方厘米 span (10x10 /span 平方毫米样品 span ) /span ，这些表征 span SiC /span 晶体质量的重要参数指标超过了目前 span Cree /span 公司的部分商品的指标，为 span SiC /span 单晶的国产化奠定了基础。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院物理所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2003/9 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 解决了在蓝宝石衬底上生长氮化镓基蓝光 span LED /span 结构的外延生长、 span LED /span 器件工艺及减薄、抛光、划裂片器件后工艺方面的一系列关键技术。该技术的主要技术指标为：氮化镓基蓝光 span LED /span 在 span 20mA /span 正向电流下，主波长在 span 460 /span 至 span 475nm /span 之间，发光强度典型值处于 span 4180 /span ～ span 5860mcd /span ，正向压降小于 span 3.5v /span ；在 span 5v /span 反向电压下，反向电流小于 span 1μA /span ；在 span 10μA /span 反向电流下，反向电压大于 span 10V /span 。外延片片内波长均匀性优于 span 3nm /span ，炉内六片波长均匀性优于 span 6nm /span ，连续七批外延片炉间波长均匀性优于 span 6nm /span 。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院物理所与上海蓝宝光电材料有限公司 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2004/4 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研制成大功率高亮度半导体芯片，这种大功率高亮度半导体芯片亮度达到了 span 1500mcd /span /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 方大集团 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2004/7 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 打破国外长期封锁我国生产型 span MOCVD /span 设备研制成功 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中国科学院半导体研究所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2005 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研制成功一种成本非常低廉的新型发光材料与器件，在第一代半导体材料（硅衬底）上制备了高质量的第三代半导体材料，研制成功高亮度高可靠性硅衬底蓝色发光二极管（ span LED /span ），光输出功率 span 6-9 /span 毫瓦（ span 20 /span 毫安），并完成了小试任务。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 南昌大学国家大学科技园 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2005/1 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研制成功国内第一台生产型 span GaN-MOCVD /span 设备 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 南昌大学国家大学科技园 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2007/7 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研发出了具有自主知识产权的第二代碳化硅晶体生长炉，进一步优化了具有自主知识产权的碳化硅晶体生长工艺，使晶体质量的稳定性和产率得到提高。同时，在国内首次建立了一条完整的从切割、研磨到化学机械抛光 span (CMP) /span 的碳化硅晶片中试生产线，建成了百级超净室，开发出碳化硅晶片表面处理，清洗、封装等工艺技术，使产品达到了即开即用 span (Epi-ready) /span 的水准。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院物理研究所与北京天科合达蓝光半导体有限公司 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2007/11 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 在国内首次研制成功了室温连续工作的氮化镓基激光器，条宽和条长分别为 span 2.5 /span 微米和 span 800 /span 微米，激光波长 span 410 /span 纳米，阈值电流 span 110 /span 毫安，阈值电流密度 span 5.5kA/ /span 平方厘米，在 span 150 /span 毫安，工作电流时，激光器的输出功率 span 9.6 /span 毫瓦，为研制实用化的激光器打下了坚实的基础。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院半导体所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2011/5 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研制出 span Fe /span 掺杂自支撑 span GaN /span 基 span X /span 射线探测器原型器件。该探测器采用垂直结构、上下电极，在无避光环境下，偏压为 span 200V /span 时， span X /span 射线开启后的光电流迅速上升，与暗电流之比高达 span 180 /span ，并且实现了对六角钢制螺母的 span X /span 射线扫描清晰成像。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2011/10 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 制备出 span GaN /span 基 span PIN /span 结构 span X /span 射线探测器，在 span X /span 射线辐照下的光电流与暗电流之比高达 span 27.7 /span /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2011/10 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 制备出另一种 span GaN /span 基 span PIN /span 结构 span α /span 粒子探测器，在 span -30V /span 的工作电压下仅 span nA /span 级漏电流，并且电荷收集率达到了 span 80% /span /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2011/10 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研制出 span GaN /span 基 span PIN /span 型核电池原型器件，该电池采用 span Ni-63 /span 同位素作为能量源，输出开路电压为 span 0.14V /span ，短路电流密度为 span 89.2nAcm-2 /span ，能量转换效率为 span 1.6% /span ，电荷收集效率能达到 span 100% /span 。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2013 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 山东天岳自主研发的碳化硅晶体生长和衬底加工技术达到了世界先进水平，拥有了独立的自主知识产权。打破了以美国为首的西方发达国家的技术垄断和封锁。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 山东天岳先进材料科技有限公司、山东大学晶体材料国家重点实验室 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2014/12 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研制出了 span 6 /span 英寸碳化硅（ span SiC /span ）单晶衬底 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中国科学院物理研究所与北京天科合达蓝光半导体有限公司 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2015/4 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 开发了 span SiC /span 栅氧化和氮化的栅介质工艺，将 span MOS /span 栅电容的 span CV /span 平带电压从 span 3V /span 左右降低到小于 span 0.2V /span ，成功研制出 span 1200V /span 和 span 1700V & nbsp SiC MOSFET /span 器件 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中国科学院微电子研究所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2015/7 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研制出具有国际先进水平的高频增强型 span GaN MIS-HEMT /span 器件 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中国科学院微电子研究所、香港科技大学、西安电子科技大学、中科院 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2016/9/14 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 在硅上研制出第三代半导体氮化镓基激光器，这也是世界上第一支可以在室温下连续工作的硅衬底氮化镓基激光器 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院苏州纳米技术与纳米仿生所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2017/10 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 研制了满足高压 span SiC /span 电力电子器件制造所需的 span 4-6 /span 英寸 span SiC /span 单晶生长炉关键装备，形成了我国具有自主知识产权的 span 4-6 /span 英寸 span SiC /span 单晶生长炉关键装备体系 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 新疆天科合达蓝光半导体有限公司、中科院物理研究所、半导体研究所、浙江大学 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2018/2 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 国内首家氮化镓基蓝绿光半导体激光器材料和器件生产企业成立，蓝绿光半导体激光器实现国产化 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" br/ /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2018/8 /span /p /td td width=" 350" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 开发出基于新型基板的第三代半导体器件封装技术，满足对应高性能封装和低成本消费级封装的需求，研制出高带宽 span GaN /span 发光器件及基于发光器件的可见光通信技术，并实现智能家居演示系统的试制；开展第三代半导体封装和系统可靠性研究，形成相关标准或技术规范；制备出高性能 span SiC /span 基 span GaN /span 器件 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中科院苏州纳米所 /p /td /tr tr td width=" 77" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span 2019/12 /span /p /td td width=" 339" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" left" p 首次将晶圆级β span -Ga2O3 /span 单晶薄膜（ span & lt 400 nm /span ）与高导热的 span Si /span 和 span 4H-SiC /span 衬底晶圆级集成，并制备出高性能器件。高质量的氧化镓薄膜的厚度不均匀性为 span ± 1.8% /span ，通过化学机械抛光优化后薄膜的表面粗糙度达到 span 0.4nm /span 以下。器件电学测试表明在 span 300K /span 到 span 500K /span 的升温过程中开态电流和关态电流没有明显退化，对比基于同质氧化镓衬底的器件，热稳定性有显著的提升， span SiC /span 基氧化镓 span MOSFET /span 器件即使在温度 span 500K /span 时，击穿电压依然可以超过 span 600V /span 。 /p /td td width=" 97" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 中国科学院上海微系统与信息技术研究所和西安电子科技大学 /p /td /tr /tbody /table h3 span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong span style=" font-size: 16px " 前路漫漫，任重道远，第三代半导体 /span /strong /span strong 危机仍在 /strong /h3 p style=" text-indent: 28px text-align: justify " “国内开展 span SiC /span 、 span GaN /span 材料和器件方面的研究工作比较晚，与国外相比水平较低，阻碍国内第三代半导体研究进展的重要因素是原始创新问题。 span ” /span 国家半导体照明工程研发及产业联盟一专家表示，国内新材料领域的科研院所和相关生产企业大都急功近利，难以容忍长期 span “ /span 只投入，不产出 span ” /span 的现状。因此，以第三代半导体材料为代表的新材料原始创新举步维艰。& nbsp /p p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 以功率半导体为例，功率半导体主要用作电子元件中的开关及整流器，同时是矽、砷化镓、氮化矽等半导体材料，是在经过电学属性调整等一系列工艺后，所得到的电学元件。功率半导体的应用领域非常广泛，市场规模高达数百亿美元。根据 span Yole /span 资料显示 span ( /span 如下图 span ) /span ， span 2018 /span 年全球功率半导体分立器件市场规模为 span 363 /span 亿美元，预计到 span 2022 /span 年可达到 span 426 /span 亿美元，年复合增长率为 span 5.43% /span 。中国对于功率半导体有庞大的需求，占全球 span 43% /span 的比重，远超过第二名的美国 span (14%) /span ，且随着中国环保意识逐渐增强，对功率半导体元件的需求也不断扩大。然而，全球排名前十的企业中没有中国企业，反映出功率半导体产业中国厂商还有很大的追赶空间。 /p p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 此外，第三代半导体设备也受制于人。目前，国外宽禁带半导体技术发展的产业链日趋完整成熟，设备先进稳定，工艺水平较高，自动精密控制能力高。国外在开展工艺技术研究的同时，非常重视对宽禁带半导体设备的研发投入。目前美国、德国、日本、乌克兰、意大利宽禁带半导体关键装备工艺技术水平较高。我国宽禁带半导体设备市场呈现主要设备国外主导，国内主要宽禁带半导体相关研制单位均采用进口设备进行工艺研究，个别单位在进口设备基础上进行仿制，工艺受制于设备很难得到提升。 /p p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 未来，我国第三代半导体产业将面临许许多多的难题。就像北京大学宽禁带半导体研发中心沈波教授所说，当前我国发展第三代半导体面临的机遇非常好，因为过去十年，在半导体照明的驱动下，氮化镓无论是材料和器件成熟度都已经大大提高，但第三代半导体在电力电子器件、射频器件方面还有很长的路要走，市场和产业刚刚启动，我们还面临巨大挑战，必须共同努力。 /p h3 strong span style=" font-size:16px" 第三代半导体仪器设备汇总 /span /strong /h3 p style=" text-indent: 28px text-align: justify " 科学研究离不开仪器设备的辅助，而第三代半导体的研究和生产涉及大量的相关设备。以 span SiC /span 为例，以下为相关设备配置清单。 /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse border:none" align=" center" tbody tr class=" firstRow" td width=" 189" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 环节 /p /td td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 设备 /p /td /tr tr td width=" 189" rowspan=" 2" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 晶体生长 /p /td td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 碳化硅粉料合成设备 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 碳化硅单晶生长炉 /p /td /tr tr td width=" 189" rowspan=" 3" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 晶体加工 /p /td td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 金刚石多线切割机 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 碳化硅研磨机 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 碳化硅抛光机 /p /td /tr tr td width=" 189" rowspan=" 11" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 器件制造 /p /td td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 碳化硅外延炉 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 分步投影光刻机 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 涂胶显影机 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/1802.html" target=" _self" 高温退火炉 /a /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 高温离子注入机 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/640.html" target=" _self" 溅射设备 /a /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 干法刻蚀机 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/1799.html" target=" _self" span PECVD /span /a /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p span MOCVD /span /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 高温氧化炉 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 激光退火设备 /p /td /tr tr td width=" 189" rowspan=" 2" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 器件封装 /p /td td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 背面减薄机 /p /td /tr tr td width=" 364" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 划片机 /p /td /tr /tbody /table p style=" text-align: center " br/ /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCSMD2020/" target=" _self" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/3984db73-fec5-4ec2-9e35-98e4eb46faaa.jpg" title=" 半导体材料与器件.jpg" alt=" 半导体材料与器件.jpg" / /a /p

制冷长波红外器件的研制工艺一直是业内公认的顶尖红外技术。高芯科技早在成立初期，就实现了长波制冷红外探测器的攻关和批产。目前，公司全系列长波制冷红外探测器产品的整体量产能力已经稳步跻身业内头部阵营。WHY IS 长波制冷红外？长波制冷红外器件因其较高的帧频、低温响应度以及适应性在高端热像应用领域潜力巨大。长波制冷红外探测器的优势集中在：1. 穿透能力强，适应复杂使用环境（沙尘、海面、云层、反光等）；2. 积分时间短，帧频更高；3. 低温响应度高，适合探测室温目标。WHY IS 超晶格？高芯科技完全掌握锑化物超晶格研制工艺，并基于此开发出长波制冷红外探测器全系列产品。作为发达国家一致选择的第三代高性能焦平面探测器的优选材料，锑化物超晶格制备长波探测器具备如下优点：1. 量子效率高；2. 低成本；3. 宽波段精确可调；4. 工作温度高；5. 长波、双色性能优良；6. 大面积材料均匀性好。锑化物超晶格材料的强项是极高的质量，均匀性和稳定性。因此基于其制备的红外探测器在有效像元率、空间均匀性、时间稳定性、可制造性上要比其他材料更有优势，这种优势尤其体现在长波探测器的降低成本和大面阵制备两个方面。WHY IS 高芯科技？高芯科技拥有涵盖材料、芯片、电路、封装、制冷机的完备生产线，超过两万平洁净厂房，上千台（套）精密制程设备。全系长波制冷红外探测器在这里实现了从原材料到整机系统的完全国产化制造。坚实的硬件基底支撑公司实现了覆盖多种面阵规格、多种像元尺寸以及多种波段组合的制冷红外探测器全产品线量产。前沿超晶格技术始终是高芯科技的前进方向。从立项研发到量产交付，从新品导入机制到工艺过程控制，高芯科技娴熟掌握锑化物超晶格长波红外探测器的关键芯片工艺，逐年实现320×256、640×512以及1280×1024百万像素长波红外探测器的规范化批量制造。兼顾性能的同时，产品的应用稳定性也是我们关注的重点。高芯科技的红外探测器在历经严苛贮存环境测试、上千次开关机验证、耐久性工作寿命论证等多项可靠性试验后，产品性能、图像均匀性等各项指标依然满足应用所需。2024年1月，高芯科技以1280×1024/10μm长波制冷红外探测器产品为代表的科技成果一举通过湖北省技术交易所专家评定：“整体达到国际先进水平，部分指标国际领先”。未来，各类制冷红外探测器的市场需求会进一步扩大。高芯科技将深入挖掘红外核心器件底层技术，继续精研热像传感芯片制造工艺，稳步提升制冷红外探测器的量产交付能力，牢牢把握长波、高温、双色制冷红外探测器快速发展的重大市场机遇，持续保持公司在锑化物超晶格探测器产业化领域的领先优势。关于高芯科技武汉高芯科技有限公司掌握了红外热成像技术的核心——红外焦平面探测器，致力于为全球红外热成像用户提供专业的非制冷和制冷红外探测器、机芯模组以及应用解决方案。公司在红外探测器及相关领域获得多项技术专利，可同时提供非制冷和制冷红外探测器。建立了8英寸0.11μm氧化钒非制冷红外探测器、8英寸0.5μm碲镉汞制冷红外探测器、8英寸0.5μm二类超晶格制冷红外探测器三条批产线，自主完成原材料提纯、生长，到芯片的流片、制造、封装与测试的全套工艺。公司产品品类丰富，覆盖多种面阵规格、多种像元尺寸以及多种波段组合 。产品灵敏度高、可靠性好，各项性能指标达到国际先进水平，已广泛应用于人体测温、工业测温、安防监控 、无人机载荷、气体泄漏检测、户外夜视、智能驾驶、物联网、智能家居、智能硬件等领域。

第三代半导体材料主要是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)等为代表的宽禁带半导体材料。与第一、二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.3eV)，亦被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料及器件的研究来看，较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓，而氧化锌、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，被行业称为第三代半导体材料的双雄。基于第三代半导体的优良特性，其在通信、汽车、高铁、卫星通信、航空航天等应用场景中颇具优势。其中，碳化硅、氮化镓的研究和发展较为成熟。以SiC为核心的功率半导体，是新能源汽车充电桩、轨道交通系统等公共交通领域的基础性控件；射频半导体以GaN为原材料，是支撑5G基站建设的核心；第三代半导体在消费电子、工业新能源以及人工智能为代表的未来新领域，发挥着重要的基础作用。近年来，随着新能源汽车的兴起，碳化硅IGBT器件逐渐被应用于超级快充，展现出了强大的市场潜力，第三代半导体发展进入快车道。随着第三代半导体，特别是氮化镓和碳化硅的市场爆发，相关标准也逐渐出台。无规矩不成方圆，只有有了规矩，有了标准，这个世界才变得稳定有序！标准是科学、技术和实践经验的总结。为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动，即制定、发布及实施标准的过程，称为标准化。为规范第三代半导体材料的发展，相关组织和机构也出台了一系列的标准。（以下第三代半导体标准只统计其作为宽禁带半导体材料的现行相关标准）碳化硅(SiC)碳化硅（SiC）材料是功率半导体行业主要进步发展方向，用于制作功率器件，可显着提高电能利用率。可预见的未来内，新能源汽车是碳化硅功率器件的主要应用场景。特斯拉作为技术先驱，已率先在Model 3中集成全碳化硅模块，其他一线车企亦皆计划扩大碳化硅的应用。随着碳化硅器件制造成本的日渐降低、工艺技术的逐步成熟，碳化硅功率器件行业未来可期。相关标准如下，标准号标准名称CASA 001-2018碳化硅肖特基势垒二极管通用技术规范CASA 003-2018p-IGBT器件用4H-SiC外延晶片CASA 004.1-20184H-SiC衬底及外延层缺陷 术语CASA 004.2-20184H-SiC衬底及外延层缺陷 图谱CASA 006-2020碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管通用技术规范CASA 007-2020电动汽车用碳化硅（SiC）场效应晶体管（MOSFET）模块评测规范CASA 009-2019半绝缘SiC材料中痕量杂质浓度及分布的二次离子质谱检测方法T/IAWBS 013-2019半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法T/IAWBS 012-2019碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度测试方法-共焦点微分干涉光学法T/IAWBS 011-2019导电碳化硅单晶片电阻率测量方法-非接触涡流法T/IAWBS 010-2019碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度检测方法-激光散射检测法T/IAWBS 008-2019SiC晶片的残余应力检测方法T/IAWBS 007-20184H碳化硅同质外延层厚度的红外反射测量方法T/IAWBS 006-2018碳化硅混合模块测试方法T/IAWBS 005-20186英寸碳化硅单晶抛光片T/IAWBS 003-2017碳化硅外延层载流子浓度测定汞探针电容-电压法T/IAWBS 002-2017碳化硅外延片表面缺陷测试方法T/IAWBS 001-2017碳化硅单晶DB13/T 5118-2019 4H碳化硅N型同质外 延片通用技术要求DB61/T 1250-2019 SiC（碳化硅）材料半导体分立器件通用规范GB/T 32278-2015 碳化硅单晶片平整度测试方法GB/T 30867-2014 碳化硅单晶片厚度和总厚度变化测试方法GB/T 30868-2014 碳化硅单晶片微管密度的测定 化学腐蚀法SJ/T 11501-2015 碳化硅单晶晶型的测试方法SJ/T 11503-2015 碳化硅单晶抛光片表面粗糙度的测试方法SJ/T 11504-2015 碳化硅单晶抛光片表面质量的测试方法SJ/T 11502-2015 碳化硅单晶抛光片规范SJ/T11499-2015 碳化硅单晶电学性能的测试方法SJ/T 11500-2015碳化硅单晶晶向的测试方法GB/T 31351-2014碳化硅单晶抛光片微管密度无损检测方法GB/T 30656-2014碳化硅单晶抛光片GB/T 30866-2014碳化硅单晶片直径测试方法氮化镓(SiC)氮化镓，是氮和镓的化合物，是一种直接能隙的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿，硬度很高。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，可以用在高功率、高速的光电元件中，例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管，可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器的条件下，产生紫光（405nm）激光。GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场，是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。目前，随着 MBE技术在GaN材料应用中的进展和关键薄膜生长技术的突破，成功地生长出了GaN多种异质结构。用GaN材料制备出了金属场效应晶体管（MESFET）、异质结场效应晶体管(HFET)、调制掺杂场效应晶体管（MODFET）等新型器件。标准号标准名称CASA 010-2019GaN材料中痕量杂质浓度及分布的二次离子质谱检测方法T/IAWBS 013—2019半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法T/GDC 69—2020氮化镓充电器GB/T 39144-2020 氮化镓材料中镁含量的测定 二次离子质谱法GB/T 37466-2019氮化镓激光剥离设备GB/T 37053-2018 氮化镓外延片及衬底片通用规范GB/T 36705-2018 氮化镓衬底片载流子浓度的测试 拉曼光谱法GB/T 32282-2015 氮化镓单晶位错密度的测量 阴极荧光显微镜法GB/T 32189-2015 氮化镓单晶衬底表面粗糙度的原子力显微镜检验法GB/T 32188-2015 氮化镓单晶衬底片x射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法GB/T 30854-2014 LED发光用氮化镓基外延片蓝宝石（Al2O3） 蓝宝石晶体属于人造宝石晶体，主要应用于制作LED灯的关键材料，也是应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的重要窗口材料。蓝宝石晶体是一种氧化铝的单晶，又称为刚玉。蓝宝石已成为一种重要的半导体衬底材料。标准号标准名称SJ/T 11505-2015 蓝宝石单晶抛光片规范GB/T 35316-2017 蓝宝石晶体缺陷图谱GB/T 34612-2017 蓝宝石晶体X射线双晶衍射摇摆曲线测量方法GB/T 34504-2017 蓝宝石抛光衬底片表面残留金属元素测量方法GB/T 34213-2017 蓝宝石衬底用高纯氧化铝GB/T 34210-2017 蓝宝石单晶晶向测定方法GB/T 33763-2017 蓝宝石单晶位错密度测量方法SJ/T 11505-2015 蓝宝石单晶抛光片规范GB/T 31353-2014 蓝宝石衬底片弯曲度测试方法GB/T 31352-2014 蓝宝石衬底片翘曲度测试方法GB/T 31093-2014 蓝宝石晶锭应力测试方法GB/T 31092-2014 蓝宝石单晶晶锭GB/T 30858-2014 蓝宝石单晶衬底抛光片GB/T 30857-2014 蓝宝石衬底片厚度及厚度变化测试方法DB44/T 1328-2014 蓝宝石图形化衬底片测试技术规范GB/T 14015-1992 硅-蓝宝石外延片其他标准第三代半导体被广泛的应用于IGBT功率器件中和发光材料中，对此，我们盘点了宽禁带半导体、功率器件和光电子器件标准。标准号标准名称CASA 002-2021宽禁带半导体术语T/IAWBS 004-2017电动汽车用功率半导体模块可靠性试验通用要求及试验方法T/IAWBS 009-2019功率半导体器件稳态湿热高压偏置试验GB/T 29332-2012半导体器件　分立器件　第9部分：绝缘栅双极晶体管(IGBT)GB/T 36360-2018 半导体光电子器件 中功率发光二极管空白详细规范GB/T 36358-2018 半导体光电子器件 功率发光二极管空白详细规范GB/T 36357-2018 中功率半导体发光二极管芯片技术规范GB/T 36356-2018 功率半导体发光二极管芯片技术规范GB/T 36359-2018 半导体光电子器件 小功率发光二极管空白详细规范SJ/T 11398-2009 功率半导体发光二极管芯片技术规范SJ/T 11400-2009 半导体光电子器件 小功率半导体发光二极管空白详细规范SJ/T 11393-2009 半导体光电子器件 功率发光二极管空白详细规范现行SJ/T 1826-2016 半导体分立器件 3DK100型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1834-2016 半导体分立器件 3DK104型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1839-2016 半导体分立器件 3DK108型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1833-2016 半导体分立器件 3DK103型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1831-2016 半导体分立器件 3DK28型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范现行SJ/T 1830-2016 半导体分立器件 3DK101型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1838-2016 半导体分立器件 3DK29型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1832-2016 半导体分立器件 3DK102型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范IEC 60747半导体器件QC/T 1136-2020 电动汽车用绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块环境试验要求及试验方法JB/T 8951.1-1999 绝缘栅双极型晶体管JB/T 8951.2-1999 绝缘栅双极型晶体管模块 臂和臂对需要注意的是，CASA和IAWBS属于团体标准、GB属于国家标准、DB是地方标准。仪器信息网为了更好地服务半导体行业用户，特邀请您参与问卷调研，麻烦大家动动小手完成问卷，参与即得10元话费！活动结束还将择优选择10名认真填写用户送出50元话费！！！http://a72wfu5hktu19jtx.mikecrm.com/zuXBhOy

第三代半导体具有禁带宽度大、击穿电场强度高、饱和电子迁移率高、热导率大、抗辐射能 力强等优点，是半导体产业的新型组成部分，可广泛用于新能源汽车、智能电网、轨道交通、半导体照明、新一代移动通信、消费类电子等领域，具有广阔的应用前景，已经成为全球半导体产业新的战略竞争高地。第三代半导体“十四五”强势开局，迎来国家政策红利2021年，正值十四五开局之年，国家也出台了一系列相关政策，全面加大了对第三代半导体产业的支持和投入力度，第三代半导体迎来了发展新机遇。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》3月14日，十三届全国人大四次会议通过《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》单行本，其中“第二篇 坚持创新驱动发展 全面塑造发展新优势”中的科技前沿领域攻关专栏的集成电路中提到，“集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发，集成电路先进工艺和绝缘栅双极性晶体管（IGBT）、微机电系统（MEMS）等特色工艺突破，先进存储技术升级，碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。”《国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项》12月23日，科技部发布了《国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项2021 年度公开指南拟立项项目公示清单》，公示时间为2021年12月13日至2021年12月17日。清单公示了22个项目，其中包括了“面向大数据中心应用的 8 英寸硅衬底上氮化镓基外延材料、功率电子器件及电源模块关键技术研究”、“大尺寸 SiC 单晶衬底制备产业化技术”、“基于氮化物半导体的纳米像元发光器件研究”、“中高压 SiC 超级结电荷平衡理论研究及器件研制”、“晶圆级 Si(100)基 GaN 单片异质集成关键技术研究”、“GaN 单晶新生长技术研究”等第三代半导体项目。《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021年版）》12月31日，工信部公布了《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021年版）》，《重点新材料首批次应用示范指导目录（2019年版）》（工信部原〔2019〕254号）同时废止。目录按照《新材料产业发展指南》对新材料的划分方法，分为先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料三大类，每个大类里面又细分小类。其中，关键战略材料中的先进半导体材料和新型显示材料中包括了氮化镓单晶衬底、氮化镓外延片、碳化硅同质外延片、碳化硅单晶衬底等第三代半导体材料。《长三角G60科创走廊建设方案》4月1日，科技部、国家发展改革委、工业和信息化部、人民银行、银保监会和证监会联合联合发布了《长三角G60科创走廊建设方案》（简称《建设方案》）。《建设方案》明确，在重点领域培育一批具有国际竞争力的龙头企业，加快培育布局量子信息、类脑芯片、第三代半导体、基因编辑等一批未来产业。2021年发布的多个国家政策持续加码第三代半导体产业，第三代半导体行业市场一片“蓝海”。各地摩拳擦掌，第三代半导体被纳入地方产业规划随着一系列国家政策开始落地，国内各地区也纷纷响应并提出相关发展方向。除了第三代半导体产业的专项政策外，第三代半导体作为半导体产业的重点方向，得到了各省市的系统布局和重视。发布时间发布部门政策名称相关政策内容2月江苏省人民政府《江苏省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》实施未来产业培育计划，前瞻布局第三代半导体、基因技术、 空天与海洋开发、量子科技、氢能与储能等领域。2月陕西省人民政府《陕西省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》重点开展第三代半导体所需化合物半导体（碳化硅、氮化镓）设计与制造工艺研发。3月上海临港新片区《中国（上海）自由贸易试验区临港新片区集成电路产业专项规划（2021-2025）》积极引进国内外第三代半导体等材料企业，加强关键材料的本地化配套能力。在第三代半导体、特色工艺、基础材料、重大装备等重点领域，依托龙头企业、大平台等搭建连接本地、辐射全国、融入全球的技术创新网络，鼓励产学研合作及上下游产业链协同开展技术研发创新，加速技术产品的验证及应用。新片区集成电路产业化核心承载区，重点布局集成电路先进制造、核心装备、关键材料、第三代半导体及高端封装测试等产业。3月辽宁省人民政府《辽宁省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》采用 “项目＋团队”引才方式，引领带动第三代半导体等未来产业快速发展；聚焦第三代半导体等前沿科技和产业变革领域，加快布局。4月山西省人民政府《山西省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》做大做强砷化镓、碳化硅等第二/三代半导体衬底材料—芯片—封装—应用创新链条,积极建设国家半导体材料研发生产基地。加速实现碳化硅第三代半导体材料等领域的重大产品规模化生产，重点推进碳化硅单晶衬底、外延材料制造加工等项目，打造抢占国际战略制高点的半导体衬底材料产业基地。5月浙江省人民政府《浙江省重大建设项目“十四五”规划》围绕打造国内重要的集成电路产业基地目标，突破第三代半导体芯片等技术6月山西省人民政府《山西省人民政府关于促进半导体产业高质量发展引导集成电路产业健康发展的指导意见》聚焦低缺陷砷化镓晶体材料、高纯半绝缘碳化硅单晶衬底材料、氮化镓材料等第二/三代半导体材料。积极开展大尺寸高纯半绝缘４H－SiC单晶设备、电子级金刚石生长设备、半导体先进封装关键工艺设备、高精度无损检测关键设备、MOCVD 核心设备等的研制7月上海市人民政府《上海市先进制造业发展“十四五”规划》制造封测，加快先进工艺研发，支持12英寸先进工艺生产线建设和特色工艺产线建设，争取产能倍增，加快第三代化合物半导体发展。7月福建省人民政府《福建省"十四五"制造业高质量发展专项规划》加速化合物半导体研发和应用，加强砷化镓射频芯片、氮化镓/碳化硅高功率芯片制造7月重庆市人民政府《重庆市制造业高质量发展“十四五”规划》制造业技术攻关部分重点领域：大尺寸硅片、GaAs（砷化镓）/InP（磷化铟）/GaN（氮化镓）/SiC（碳化硅）等化合物半导体衬底及外延等。8月江苏省人民政府《江苏省“十四五”制造业高质量发展规划》加快第三代半导体等先进电子材料的关键技术突破。重点发展氮化镓、碳化硅等第三代半导体材料8月广东省人民政府《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》依托广州、深圳、珠海、东莞、江门等市大力发展氮化镓、碳化硅、氧化锌、氧化镓、氮化铝、金刚石等第三代半导体材料制造, 支持氮化镓、碳化硅、砷化镓、 磷化铟等化合物半导体器件和模块的研发制造, 培育壮大化合物半导体 IDM (集成器件制造) 企业, 支持建设射频、 传感器、 电力电子等器件生产线, 推动化合物半导体产品的推广应用。11月安徽省人民政府《安徽省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》做强第三代半导体材料产业链，提升集成电路领域核心竞争力。支持面向电子信息、新能源、高端装备领域的第三代半导体等先进结构材料攻关。11月湖北省人民政府《湖北省制造业高质量发展“十四五”规划》在芯片制造方面，加快布局第二、三代半导体晶片及外延衬底（砷化镓、氮化镓、碳化硅）等特色芯片生产线。突破发展大尺寸硅单晶抛光片、外延片等关键基础材料，第三代半导体材料、低缺陷蓝宝石人工晶体等新型传感材料。11月河北省人民政府《河北省建设全国产业转型升级试验区“十四五”规划》发挥第三代半导体等比较优势，嵌入国内外产业链条、完善细分产业链，大力发展相关材料、部件、仪器、设备等制造业，提升整机、终端产品规模和市场竞争力，打造一批特色突出、优势明显电子信息制造业集群，部分领域达到国内领先水平。加快碳化硅单晶及外延材料、砷化镓、磷化铟和单晶锗等第三代半导体新材料研发及产业化。大力发展第三代半导体材料及器件、等产业。12月上海市经济和信息化委员会《上海市电子信息产业发展“十四五”规划》开展关键材料设计与制备工艺攻关，加速第三代半导体射频和功率器件等对传统硅器件的替代。12月山东省工业和信息化厅《山东省第三代半导体产业发展“十四五”规划》全文各地争相规划的背后，是对半导体产业的重视和新突破点的筹谋。第三代半导体产业市场正在加速前行，第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）发布的《第三代半导体产业发展报告（2020）》指出，未来5年将是第三代半导体产业发展的关键期，全球资本加速进入第三代半导体材料、器件领域，产能大幅度提升，企业并购频发，正处于产业爆发前的“抢跑”阶段。因此，地方政府和企业们也在新赛道上提速卡位，不过需要指出的是，目前半导体市场90%仍然是以硅材料为代表的第一代半导体，第三代半导体的市场份额不到10%，和一代二代形成互补，还需要继续攻坚和培育。

基于宽禁带半导体的固态紫外探测技术是继红外、可见光和激光探测技术之后发展起来的新型光电探测技术，是对传统紫外探测技术的创新发展，具有体积小、重量轻、耐高温、功耗低、量子效率高和易于集成等优点，对紫外信息资源的开发和利用起着重大推动作用，在国防技术、信息科技、能源技术、环境监测和公共卫生等领域具有极其广阔的应用前景，成为当前国际研发的热点和各主要国家之间竞争的焦点。我国迫切要求在宽禁带半导体紫外探测技术领域取得新的突破，以适应信息技术发展和国家安全的重大需要。本书是作者团队近几年来的最新研究成果的总结，是一本专门介绍宽禁带紫外光电探测器的科技专著。本书的出版可以对我国宽禁带半导体光电材料和紫外探测器的研发及相关高新技术的发展起到促进作用。本书从材料的基本物性和光电探测器工作原理入手，重点讨论宽禁带半导体紫外探测材料的制备、外延生长的缺陷抑制和掺杂技术、紫外探测器件与成像芯片的结构设计和制备工艺、紫外单光子探测与读出电路技术等；并深入探讨紫外探测器件的漏电机理、光生载流子的倍增和输运规律、能带调控方法、以及不同类型缺陷对器件性能的具体影响等，展望新型结构器件的发展和技术难点；同时，介绍紫外探测器产业化应用和发展，为工程领域提供参考，促进产业的发展。本书作者都是长年工作在宽禁带半导体材料与器件领域第一线、在国内外有影响的著名学者。本书主编南京大学陆海教授是国内紫外光电探测领域的代表性专家，曾研制出多种性能先进的紫外探测芯片；张荣教授多年来一直从事宽禁带半导体材料、器件和物理研究，成果卓著；参与本书编写的陈敦军、单崇新、叶建东教授和周幸叶研究员也均是在宽禁带半导体领域取得丰硕成果的年轻学者。本书所述内容多来自作者及其团队在该领域的长期系统性研究成果总结，并广泛地参照了国际主要相关研究成果和进展。作者团队：中国科学院郑有炓院士撰写推荐语时表示：“本书系统论述了宽禁带半导体紫外探测材料和器件的发展现状和趋势，对面临的关键科学技术问题进行了探讨，对未来发展进行了展望。目前国内尚没有一本专门针对宽禁带半导体紫外探测器的科研参考书，本书的出版填补了这一空白，将会对我国第三代半导体紫外探测技术的研发起到重要的推动作用。”目前市面上还没有专门讲述宽禁带半导体紫外探测器的科研参考书，该书的出版可以填补该领域的空白。本书可为从事宽禁带半导体紫外光电材料和器件研发、生产的科技工作者、企业工程技术人员和研究生提供一本有价值的科研参考书，也可供从事该领域科研和高技术产业管理的政府官员和企业家学习参考。详见本书目录：本书目录：第1章 半导体紫外光电探测器概述1.1 引言1.2 宽禁带半导体紫外光电探测器的技术优势1.3 紫外光电探测器产业发展现状1.4 本书的章节安排参考文献第2章 紫外光电探测器的基础知识2.1 半导体光电效应的基本原理2.2 紫外光电探测器的基本分类和工作原理2.2.1 P-N/P-I-N结型探测器2.2.2 肖特基势垒探测器2.2.3 光电导探测器2.2.4 雪崩光电二极管2.3 紫外光电探测器的主要性能指标2.3.1 光电探测器的性能参数2.3.2 雪崩光电二极管的性能参数参考文献第3章 氮化物半导体紫外光电探测器3.1 引言3.2 氮化物半导体材料的基本特性3.2.1 晶体结构3.2.2 能带结构3.2.3 极化效应3.3 高Al组分AlGaN材料的制备与P型掺杂3.3.1 高Al组分AlGaN材料的制备3.3.2 高Al组分AlGaN材料的P型掺杂3.4 GaN基光电探测器及焦平面阵列成像3.4.1 GaN基半导体的金属接触3.4.2 GaN基光电探测器3.4.3 焦平面阵列成像3.5 日盲紫外雪崩光电二极管的设计与制备3.5.1 P-I-N结GaN基APD3.5.2 SAM结构GaN基APD3.5.3 极化和能带工程在雪崩光电二极管中的应用3.6 InGaN光电探测器的制备及应用3.6.1 材料外延3.6.2 器件制备3.7 波长可调超窄带日盲紫外探测器参考文献第4章 SiC紫外光电探测器4.1 SiC材料的基本物理特性4.1.1 SiC晶型与能带结构4.1.2 SiC外延材料与缺陷4.1.3 SiC的电学特性4.1.4 SiC的光学特性4.2 SiC紫外光电探测器的常用制备工艺4.2.1 清洗工艺4.2.2 台面制备4.2.3 电极制备4.2.4 器件钝化4.2.5 其他工艺4.3 常规类型SiC紫外光电探测器4.3.1 肖特基型紫外光电探测器4.3.2 P-I-N型紫外光电探测器4.4 SiC紫外雪崩光电探测器4.4.1 新型结构SiC紫外雪崩光电探测器4.4.2 SiC APD的高温特性4.4.3 材料缺陷对SiC APD性能的影响4.4.4 SiC APD的雪崩均匀性研究4.4.5 SiC紫外雪崩光电探测器的焦平面成像阵列4.5 SiC紫外光电探测器的产业化应用4.6 SiC紫外光电探测器的发展前景参考文献第5章 氧化镓基紫外光电探测器5.1 引言5.2 超宽禁带氧化镓基半导体5.2.1 超宽禁带氧化镓基半导体材料的制备5.2.2 超宽禁带氧化镓基半导体光电探测器的基本器件工艺5.3 氧化镓基日盲探测器5.3.1 基于氧化镓单晶及外延薄膜的日盲探测器5.3.2 基于氧化镓纳米结构的日盲探测器5.3.3 基于非晶氧化镓的柔性日盲探测器5.3.4 基于氧化镓异质结构的日盲探测器5.3.5 氧化镓基光电导增益物理机制5.3.6 新型结构氧化镓基日盲探测器5.4 辐照效应对宽禁带氧化物半导体性能的影响5.5 氧化镓基紫外光电探测器的发展前景参考文献第6章 ZnO基紫外光电探测器6.1 ZnO材料的性质6.2 ZnO紫外光电探测器6.2.1 光电导型探测器6.2.2 肖特基光电二极管6.2.3 MSM结构探测器6.2.4 同质结探测器6.2.5 异质结探测器6.2.6 压电效应改善ZnO基紫外光电探测器6.3 MgZnO深紫外光电探测器6.3.1 光导型探测器6.3.2 肖特基探测器6.3.3 MSM结构探测器6.3.4 P-N结探测器6.4 ZnO基紫外光电探测器的发展前景参考文献第7章 金刚石紫外光电探测器7.1 引言7.2 金刚石的合成7.3 金刚石光电探测器的类型7.3.1 光电导型光电探测器7.3.2 MSM光电探测器7.3.3 肖特基势垒光电探测器7.3.4 P-I-N和P-N结光电探测器7.3.5 异质结光电探测器7.3.6 光电晶体管7.4 金刚石基光电探测器的应用参考文献第8章 真空紫外光电探测器8.1 真空紫外探测及其应用8.1.1 真空紫外探测的应用8.1.2 真空紫外光的特性8.2 真空紫外光电探测器的类型和工作原理8.2.1 极浅P-N结光电探测器8.2.2 肖特基结构光电探测器8.2.3 MSM结构光电探测器8.3 真空紫外光电探测器的研究进展8.3.1 极浅P-N结光电探测器的研究进展8.3.2 肖特基结构光电探测器的研究进展8.3.3 MSM结构光电探测器的研究进展

最近的一项研究发现，在低NaCl浓度下长链DNA更利于纳米孔测序，这为纳米孔测序技术的发展提供了线索。 　　这篇名为&ldquo 链长对DNA构象及摩擦行为的影响&rdquo 的研究论文发表于《中国科学：技术科学》英文版2013年第12期，从摩擦学角度初步探讨了不同链长DNA在纳米孔测序过程中的构象及摩擦行为的变化，由西南交通大学机械工程学院钱林茂教授担任通讯作者撰写。 　　作为遗传信息的载体，准确探测DNA序列能从根本上治疗及预防诸多疾病。人类基因组计划使用第一代Sanger测序技术，耗时十几年，直接花费超过10亿美元。以Roche公司454技术为代表的第二代基因测序技术仅需一周就能完成人类个体基因组测序，花费不到100万美元。近年来崭露头角的基于纳米孔的第三代基因测序技术通过检测DNA分子通过纳米孔时产生的特征阻塞电流来探测DNA序列。此项技术凭借快速、精确、低成本的优势，有望完成美国国立卫生研究院(NIH)设定的只用1000美元完成个人基因组测序的目标。然而目前仍有一些关键问题亟需解决：例如弯曲缠绕的DNA分子难以进入纳米孔 过快的过孔速度使电流信号的检测更加困难。因此，DNA分子的构象及其与纳米孔孔壁间的作用力对测序过程有着重要影响，研究盐浓度及链长对DNA分子构象及其摩擦学行为的影响十分必要。 典型的纳米孔测序过程示意图 　　在之前的研究中，钱林茂教授与其团队发现，较低的NaCl浓度能使DNA形成更为伸展的分子构象并且增大DNA与纳米孔孔壁间摩擦力，这些均利于纳米孔测序的进行。在该项研究中，钱教授与其团队发现随着链长的增大，DNA分子较为伸展，使其能够更为顺利地进入纳米孔 同时在低载下链长对DNA与孔壁间的摩擦力影响较小，说明纳米孔测序技术能适用于各种链长的DNA分子。因此，在低NaCl浓度下长链DNA更利于纳米孔测序。 　　&ldquo 今后，随着纳米孔测序技术的发展，每个人都能负担得起自身的基因测序。&rdquo 钱教授说道，&ldquo 基于我们的研究结果，纳米孔测序技术不会被DNA的链长所限制，也就是说更长的读取长度有望实现，有助于提高测序效率，从而降低测序的成本。&rdquo 　　该研究结果有助于理解NaCl浓度及链长对DNA分子构象及其摩擦学行为的调控机理，并对基于纳米孔的第三代基因测序技术的发展具有重要的指导意义。目前，该团队已开始进一步地研究纳米孔测序中各项参数的优化。 　　钱教授表示，除了优化纳米孔测序过程中的各个参数，还有很多基础研究需要完成，他们的团队也将进行进一步的探索。

近日，第三代半导体概念股板块大涨，又为中国半导体行业的热潮中掀起新的高潮！今年5月刘鹤主持召开会议，讨论了面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术。作为半导体领域的新秀，第三代半导体被寄予厚望，甚至被写入“十四五”规划中。在“十四五”规划中，特别提出碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体也就是行业人士关注的第三代半导体要取得发展。近日，业界热议，为实现中国半导体自立自强计划，国家将制定一系列相关金融和政策扶持措施，投入万亿美元的政府资金以支持一系列第三代芯片项目。国际上第三代半导体产业同样刚刚起步，我国在这一领域与国际先进水平差距较小。随着国家级别的政策和资金的海量支持，将避免重蹈第一代半导体的覆辙，有望奋起直追达到甚至超越国际先进水平。一石激起千层浪，第三代半导体究竟有何“魅力”竟如此受到关注，仪器设备行业又有哪些机会呢？第三代半导体材料引领的新赛道第三代半导体材料主要是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料。与第一、二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.3eV)，亦被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料及器件的研究来看，较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓，而氧化锌、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，被行业称为第三代半导体材料的双雄。基于第三代半导体的优良特性，其在通信、汽车、高铁、卫星通信、航空航天等应用场景中颇具优势。其中，碳化硅、氮化镓的研究和发展较为成熟。以SiC为核心的功率半导体，是新能源汽车充电桩、轨道交通系统等公共交通领域的基础性控件；射频半导体以GaN为原材料，是支撑5G基站建设的核心；第三代半导体在消费电子、工业新能源以及人工智能为代表的未来新领域，发挥着重要的基础作用。近年来，随着新能源汽车的兴起，碳化硅IGBT器件逐渐被应用于超级快充，展现出了强大的市场潜力，第三代半导体发展进入快车道。《2020“新基建”风口下第三代半导体应用发展与投资价值白皮书》中指出，2019年我国第三代半导体市场规模近百亿，在2019-2022年里将保持85%及以上平均增长速度，预计到2022年市场规模将超越623.42亿元。受益的产业链上下游作为“十四五”规划的重要组成部分，未来第三代半导体产业将获得巨大的资金投入，上下游产业链将持续受益。未来可能的支持手段包括直接的资金注入和相关的政策扶持，税收优惠政策等。此前国家已先后印发了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019版)》、《能源技术创新“十三五”规划》等政策，将SiC、GaN和AlN等第三代半导体材料纳入重点新材料目录，鼓励和支持SiC等第三代半导体材料相关的技术突破和制造。宽禁带半导体晶片和器件的制备基本工艺流程同硅基半导体基本一致，大致可分为以下几个阶段：晶体生长、晶片加工、器件制备（包括有源层制备、欧姆接触、钝化层沉积等工艺段）、器件封装等。近年来，国内相关产业链进展神速，英诺赛科苏州8英寸硅基GaN产线规模量产；山西烁科晶体有限公司已实现了5G芯片衬底材料碳化硅的国产自主供应。碳化硅产业链结构图随着相关产业链的不断建设和工艺技术的不断研发，仪器设备将持续受益。相关的仪器设备主要包括第三代半导体材料检测仪器、材料生长设备、制造工艺设备和封装测试设备。第三代半导体企业在行动目前国内第三代半导体材料产业从数量上来看已具备一定规模，初步形成了一个较为完整的产业链。而伴随着近年来的投资热潮，各地项目不断上马，众多企业布局第三代半导体。河源市东源县与华润水泥控股有限公司举行高纯石英和碳化硅单晶硅一体化硅产业项目签约仪式。该项目计划总投资180亿元人民币，预计建成达产年产值达200亿元。6月5日，英诺赛科(苏州)半导体举行“8英寸硅基氮化镓芯片生产线一期第一阶段产能扩展建设项目”签约仪式，宣布英诺赛科一期项目正式开启大规模量产。预计全面达产后，8英寸硅基氮化镓晶圆可实现年产能78万片，将成为世界级集设计、制造、封装测试等为一体的第三代半导体全产业链研发生产平台。露笑科技在互动者平台透露在第三代半导体碳化硅的技术方面取得突破，目前设备进入安装调试阶段。该项目总投资100亿元，分三期进行。着力打造第三代功率半导体(碳化硅)的设备制造、长晶生产、衬底加工、外延制作等产业链的研发和生产基地。4月1日，赛微电子与青州市人民政府就在青州市建设6-8英寸硅基氮化镓功率器件半导体制造项目签署了《合作协议》。项目总投资10亿元，分两期进行。建成投产后将形成6-8英寸GaN芯片晶圆12,000片/月的生产能力，为全球GaN产品提供成熟的技术支持和产能保障。此前，华瑞微半导体IDM芯片项目于2020年10月开工奠基，今年3月，南谯区人民政府发布消息称，项目一期将于年底正式投产。据悉，该项目总投资30亿元，集研发、生产、销售功率半导体芯片为一体，建设SiC MOSFET生产线。项目建成后，预计实现年产1000片第三代化合物半导体器件的生产能力。国内市场空间广阔，企业布局奋起直追。相关数据显示，近几年国内布局第三代半导体产业的企业超过百家。自缺芯卡脖子困境后，我国已意识到构建半导体的自有产业链的必要性。从市场需求、国家政策来看，越来越多的厂商入局第三代半导体产业是大势所趋。随着国内第三代半导体产业的不断扩大，相关仪器设备采购也将迎来热潮。那些有望获益的仪器第三代半导体器件的生产离不开检测，以碳化硅功率器件的生产为例，只有通过对各个生产环节的检测才能不断提高良率和工艺水平。碳化硅的检测主要包括衬底检测、外延片检测、器件工艺、点穴参数、可靠性分析和失效分析。除了以上这些检测项目对应的仪器外，第三代半导体制造也离不开半导体设备，碳化硅产业链更是如此，其涉及的设备种类繁多。碳化硅的很多工艺段设备可以与硅基半导体工艺兼容，但由于宽禁带半导体材料熔点较高、硬度较大、热导率较高、键能较强的特殊性质，使得部分工艺段需要使用专用设备、部分需要在硅设备基础上加以改进。相关工艺及半导体制造设备如下，

第三代半导体材料主要是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)等为代表的宽禁带半导体材料。与第一、二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.3eV)，亦被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料及器件的研究来看，较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓，而氧化锌、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，被行业称为第三代半导体材料的双雄。基于第三代半导体的优良特性，其在通信、汽车、高铁、卫星通信、航空航天等应用场景中颇具优势。其中，碳化硅、氮化镓的研究和发展较为成熟。以SiC为核心的功率半导体，是新能源汽车充电桩、轨道交通系统等公共交通领域的基础性控件；射频半导体以GaN为原材料，是支撑5G基站建设的核心；第三代半导体在消费电子、工业新能源以及人工智能为代表的未来新领域，发挥着重要的基础作用。近年来，随着新能源汽车的兴起，碳化硅IGBT器件逐渐被应用于超级快充，展现出了强大的市场潜力，第三代半导体发展进入快车道。随着第三代半导体，特别是氮化镓和碳化硅的市场爆发，为扶持第三代半导体产业发展和加速第三代半导体研发进度，相关部门也不断推出相关政策推动产业发展。第三代半导体正在成为市场焦点。发布时间发布部门政策名称政策内容全文链接2016年8月国务院“十三五”国家科技创新规划发展微电子和光电子技术，重点加强极低功耗芯片、新型传感器、第三代半导体芯片和硅基光电子、混合光电子、微波光电子等技术与器件的研发。“十三五”国家科技创新规划2016年9月科技部、发改委、外交部、商务部推进“一带一路”建设科技创新合作专项规划开展第三代半导体等先进材料制造技术合作研发。《推进“一带一路”建设科技创新合作专项规划》2016年11月国务院“十三五”国家战略性新兴产业发展规划加快制定宽禁带半导体等标准“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知2016年12月国家能源局能源技术创新“十三五”规划研究Ⅲ-Ⅴ族光伏材料的制备技术P020170113571241558665.pdf2016年12月工信部、发改委信息产业发展指南加紧布局超越“摩尔定律”相关领域，推动特色工艺生产线建设和第三代化合物半导体产品开发信息产业发展指南2016年12月工信部、发改委、科技部、财政部新材料产业发展指南以宽禁带半导体材料等市场潜力巨大、产业化条件完备的新材料品种，组织开展应用示范。 宽禁带半导体材料等为重点，突破材料及器件的技术关和市场关，完善原辅料配套体系，提高材料成品率和性能稳定性，实现产业化和规模应用。新材料产业发展指南2017年2月发改委战略性新兴产业重点产品和服务指导目录将化合物半导体材料，蓝宝石和碳化硅等衬底材料列入《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》2016版2017年4月科技部“十三五”材料领域科技创新专项规划大力发展第三代半导体材料、新型显示技术等新材料； 战略性电子材料技术以第三代半导体材料与半导体照明、新型显示为核心； 要求第三代半导体材料与半导体照明、新型显示两大核心方向整体达到国际先进水平，部分关键技术达到国际领先水平《“十三五”材料领域科技创新专项规划》2017年5月科技部、交通运输部“十三五”交通领域科技创新专项规划开展IGBT、碳化硅、氮化镓等电力电子器件技术研发及产品开发和零部件、系统的软硬件测试技术研究与测试评价技术规范体系研究； 突破以宽禁带半导体为基础的电驱动控制器技术，实现规模产业化。“十三五”交通领域科技创新专项规划的通知2019年10月发改委产业结构调整指导目录（2019年本）实现直径 125mm 以上直拉或直径 50mm 以上 水平生长化合物半导体材料生产《产业结构调整指导目录（2019年本）》2019年11月工信部重点新材料首批次应用示范指导目录（2019年版）重点新材料：碳化硅外延片、碳化硅单晶衬底、化镓单晶衬底、功率器件用氮化镓外延片《重点新材料首批次应用示范指导目录（2019年版）》2019年12月中共中央、国务院中共中央 国务院印发《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》面向第三代半导体等八大领域，加快培育布局一批未来产业中共中央 国务院印发《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》2020年8月国务院新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策集成电路线宽小于0.5微米（含）的化合物集成电路生产企业和先进封装测试企业进口自用生产性原材料、消耗品，免征进口关税。新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策2020年12月发改委、商务部鼓励外商投资产业目录（2020年版）支持引进：化合物半导体材料（砷化镓、磷 化镓、磷化铟、氮化镓）；碳化硅、氮化硅超细粉体；高纯 超细氧化铝微粉；低温烧结氧化锆（ZrO2）粉 体；高纯氮化铝（AlN）粉体等鼓励外商投资产业目录（2020年版）2021年3月全国人大中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要实现绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等特色工艺突破,碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要本次盘点共涉及15项政策，不完全盘点仅供参考。从这些政策可以看出，我国对第三代半导体支持力度很大，第三代半导体被纳入了“十三五”和“十四五”规划，从产业调整、科研投入、税收优惠、海外投资、一带一路等方面都有所支持，相关政策更是触达了第三代半导体材料、制造、器件、应用等产业链的各个方面。政策发布部门也涉及中共中央、全国人大、国务院、发改委、科技部、工信部、能源部、交通部、商务部、财政部等。在一些列政策的支持下，我国第三代半导体产业持续向前推进，2019年，我国第三代半导体整体产值超过7600亿元。其中，光电子（主要为半导体照明）为7548亿元，电力电子和微波射频产值约为60亿元。其中，SiC、GaN电力电子产值规模近24亿元，同比增长超过80%；GaN微波射频产值规模近38亿元，同比增长近75%。目前我国第三代半导体产业得到快速发展，已基本形成了涵盖上游衬底、外延片，中游器件设计、器件制造及模块，下游应用等环节的产业链布局。仪器信息网为了更好地服务半导体行业用户，特邀请您参与问卷调研，麻烦大家动动小手完成问卷，参与即得10元话费！活动结束还将择优选择10名认真填写用户送出50元话费！！！http://a72wfu5hktu19jtx.mikecrm.com/zuXBhOy

第三代半导体材料主要是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)等为代表的宽禁带半导体材料。与第一、二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.3eV)，亦被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料及器件的研究来看，较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓，而氧化锌、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，被行业称为第三代半导体材料的双雄。专利一般是由政府机关或者代表若干国家的区域性组织根据申请而颁发的一种文件，这种文件记载了发明创造的内容，并且在一定时期内产生这样一种法律状态，即获得专利的发明创造在一般情况下他人只有经专利权人许可才能予以实施。在我国，专利分为发明、实用新型和外观设计三种类型。专利文献作为技术信息最有效的载体，囊括了全球90%以上的最新技术情报，相比一般技术刊物所提供的信息早5～6年，而且70%～80%发明创造只通过专利文献公开，并不见诸于其他科技文献，相对于其他文献形式，专利更具有新颖、实用的特征。可见，专利文献是世界上最大的技术信息源，另据实证统计分析，专利文献包含了世界科技技术信息的90%～95%。如此巨大的信息资源远未被人们充分地加以利用。事实上，对企业组织而言，专利是企业的竞争者之间惟一不得不向公众透露而在其他地方都不会透露的某些关键信息的地方。因此，通过对专利信息细致、严密、综合、相关的分析，可以从其中得到大量有用信息。基于此，仪器信息网特统计分析了第三代半导体中碳化硅材料的专利信息，以期为从业者提供参考。（本文搜集信息源自网络，不完全统计分析仅供读者参考，时间以专利申请日为准）专利申请趋势分析（1985-2021）专利申请趋势分析（2010-2020）本次统计，以碳化硅为关键词进行检索，共涉及专利总数量为66318条（含世界知识产权组织940条专利），其中发明专利53498条、实用新型专利11780条和外观专利100条。从专利申请趋势分析（1985-2021）可以看出，2018年前相关专利呈现出不断增长的趋势，尤其是2018年之前十年的增长速度很快，2018年专利申请数量达到巅峰8081件，但此后专利申请量开始减少。这表明在18年前十年是碳化硅材料的研究高峰期，此后研发强度逐渐降低，一般而言这也意味着相关产业的前期研发已完成，步入了产业化阶段，市场生命周期进入成长期（行业生命周期分为四个阶段形成期、成长期、成熟期和衰退期）。由于数据采集时未到2021年底，2021年数据趋势不具有代表性。申请人数量趋势分析（2010-2020）发明人数量趋势分析（2010-2020）进一步分析2010-2020年之间的专利申请人数量趋势可以发现，申请相关专利的自然人也在18年之后略有下降。这表明在相关领域持续投入研发的企事业单位和科研院所也在逐渐减少，市场竞争机制加剧，企业的生命力越来越短，市场呈现出竞争对手减少的态势，未来市场将逐渐淘汰一些研发不足的企业。从发明人数量趋势变化可以发现，相关发明人在2019年达到顶点，但2018-2020年之间逐渐比较平稳，这表明相关研发工作也不在大规模招聘研发人员，未来从业者数量将趋于平稳。（专利申请人就是有资格就发明创造提出专利申请的自然人、法人或者其他组织，本调研中大部分为企事业单位和科研院所；专利法所称发明人或者设计人，是指对发明创造的实质性特点作出创造性贡献的人）TOP10申请人专利量排行及专利类型分布TOP10发明人专利量（排除不公告姓名）那么从事相关研发工作的主要有哪些单位呢？从申请人专利量排行可以看出，中芯国际在碳化硅领域的布局较多，其北京和上海的公司都要大量专利布局。具体来看，中芯国际的专利主要分布于半导体器件中的碳化硅层的生长、掺杂、刻蚀等工艺方面；三菱电机的专利主要集中于外延晶片的制造和相关半导体装置等方面。中芯国际和三菱不仅在中国发明专利量方面领先，同时发明授权专利数量也较多。碳化硅相关专利申请区域统计通过对区域专利申请量进行统计能够了解到目前专利技术的布局范围以及技术创新的活跃度，进而分析各区域的竞争激烈程度。从专利申请区域可以看出，碳化硅专利申请人主要集中于江苏省、广东省等，这些地区都是半导体产业发达的地区，其在第三代半导体方面的布局也快人一步。需要注意的是，本次统计以碳化硅为关键词检索，部分检索专利非半导体领域，相关结仅供参考。

9月11日至13日，第25届中国国际光电博览会（简称：CIOE中国光博会）在深圳国际会展中心成功举办，全球超过3700家优质光电企业汇聚一堂，紧密链接全球光电资源，全方位展示前沿创新技术及成果，为光电产业及其下游应用领域带来了前沿的新技术、新模式，激发行业的新思考，共同探寻红外探测器发展的新方向。在本次CIOE中国光博会的红外技术及应用展中，上百家红外探测器上下游厂商汇聚一堂，探讨产业现状及未来发展趋势。同期还有系列行业论坛举行，促进红外产学研交流合作，展示科研成果、实践经验和技术方向。中国红外探测器厂商“百舸争流，各展其长”红外探测是一种可将接收到的红外辐射转换为便于使用的电信号的传感技术。根据能量转换方式，红外探测器通常分为光子探测器和热探测器两大类。随着科技的不断进步，红外探测器也从敏感材料、探测灵敏度、分辨率、微型化、AI+等方向不断提升，在国家安全、军用装备、国民经济中发挥着越来越重要的作用。本次CIOE中国光博会中，中国厂商以破竹之势成为红外探测技术及应用展的中坚力量。热探测器，民用红外领域的首选利器相较于通常需要制冷的光子探测器，热探测器无需制冷，具有价格便宜、尺寸小巧、技术成熟等优势，是测温仪器、安防监控、执法搜救等民用产品的首选利器。高德红外、睿创微纳、大立科技、海康微影以及光智科技等国内热探测器领先厂商都带来了其核心及创新产品。武汉高德红外股份公司（简称：高德红外）展出了多款非制冷红外探测器及红外机芯。高德红外FLEXA1212高清非制冷红外机芯是首次展出的晶圆级超小尺寸机芯，分辨率为1280 × 1024，像元尺寸12 μm，尺寸为27.8 × 27.8 × 19.6 mm，具有超轻重量、超低功耗的特性，主要应用于电力巡检、安防监控等领域。高德红外拥有8英寸0.11 μm工艺节点的氧化钒非制冷红外探测器批产型MEMS生产线，提供从探测器、机芯模组到应用的全套解决方案。高德红外的非制冷红外探测器及红外机芯展示烟台睿创微纳技术股份有限公司（简称：睿创微纳）展品中最为突出的是全球首款6 μm 640 × 512非制冷红外探测器，同时还展出了10 μm 500万像素非制冷红外机芯和120 Hz非制冷红外机芯。6 μm小像元技术的突破，为无人机、汽车智能驾驶、机器人、AI智能、元宇宙等领域带来了全新的发展机遇与广阔的应用前景。睿创微纳从红外热成像领军者到多维感知布局，在深耕长波非制冷红外热成像领域的基础上，不断拓展制冷长波/中波/短波红外、激光、微波等光谱传感研究。睿创微纳的非制冷红外探测器及红外机芯展示浙江大立科技股份有限公司（简称：大立科技）展出了从设计到生产具有完全自主知识产权的200万像素非制冷焦平面探测器及红外机芯，并现场做了2 K高清红外成像。非制冷焦平面探测器应用范围非常广泛，为电力巡检、安防监控、无人机、汽车智能驾驶、机器人等领域增添助益。大立科技具有批产非制冷红外焦平面探测器的能力，拥有国内唯一的军品非制冷焦平面红外探测器（非晶硅技术路线）产业化基地。大立科技的非制冷红外探测器及红外机芯展示杭州海康微影传感科技有限公司（简称：海康微影）展出了多款非制冷红外探测器，同时推出了1920像素8 μm红外机芯和1280像素红外机芯两颗新品，本次展品中像元尺寸最小为1280像素12 μm红外机芯。海康微影是海康威视（HIKVISION）子公司，以IDM模式运营，主要生产以氧化钒为敏感材料的非制冷红外探测器，是以MEMS技术为核心的红外探测器解决方案提供商。海康微影的非制冷红外探测器及红外机芯展示安徽光智科技有限公司（简称：光智科技）展出了多款金属封装、陶瓷封装和晶圆级封装的非制冷红外探测器。光智科技已建设8英寸硅基MEMS非制冷红外探测器芯片生产线，并掌握了MEMS芯片设计和制造工艺技术及金属、陶瓷和晶圆级封装技术，非制冷探测器已实现最高百万像素级别。光智科技的非制冷红外探测器及红外机芯展示光子探测器，高端红外领域的“先锋军”在红外技术及应用领域，光子探测器一直以“更高、更快、更远”的目标不断突破，始终占据红外技术前沿的高地。中国科学院上海技物所、夜视集团、中国电科11所、高德红外、睿创微纳、中航红外、焜腾红外、珏芯微电子、光智科技、中科爱毕赛思以及国惠光电等中国光子探测器厂商都竞相“秀出肌肉”，带着最新产品和创新技术与产业人士交流。中国科学院上海技术物理研究所（简称：中国科学院上海技物所）展出了系列中波制冷红外探测器及机芯，其中最为突出的是超晶格1280 x 1024中/中波双色红外焦平面探测组件。另外，中国科学院上海技物所还展示了在国际上能直接参与竞争的国内首款天文用短波红外探测器，代表前沿发展和研究方向的中波红外探测器、类视网膜的红外感算芯片以及红外智能识别芯片等，为高端商业应用、红外探测技术创新和发展打下了基础，代表了我国红外探测技术的前沿和科研实力。中国科学院上海技物所的超晶格1280 x 1024中/中波双色红外焦平面探测组件展示北方夜视科技研究员集团有限公司（简称：夜视集团）展出了多款中波和长波制冷红外探测器及制冷机组件，其中，中波1280 × 1024 7.5 μm制冷红外探测器最为亮眼。夜视集团下属的昆明物理研究所，专门从事红外材料、红外探测器、红外热像仪研发、生产的研究。夜视集团红外探测器中心是国内规模化红外探测器组件生产和研发中心，具备现代化的柔性生产线，实现了第一代、第二代红外探测器产品的批量生产和工程化应用，并致力于第三代红外探测的研发，掌握多项红外探测器关键技术，具备多项自主知识产权。夜视集团的制冷红外探测器展示中国电子科技集团公司第十一研究所（华北光电技术研究所，简称：中国电科11所）展出了多型号中波和长波碲镉汞（MCT）、锑化铟（InSb）/碲镉汞探测器，高温工作中波红外探测器组件以及小型化中波探测器组件。中国电科11所是从事激光与红外技术的综合性研究所，主要产品包括激光与红外材料、器件、整机及系统等，是我国主要的光电技术研究所之一。中国电科11所的多款制冷红外探测器展示高德红外全球首发500万像素高温中波制冷红外探测器。2560 × 2048超高分辨率实时监视图像，视野更宽广，视场覆盖率更高；10 μm像元尺寸，器件架构更紧凑，空间分辨率更大，更加适用于广域远距探测，赋予用户超越以往的全景探测和态势感知能力；焦平面工作温度可达150 K，高温工作性能处在同级别产品中的头部行列。高德红外拥有8英寸0.5 μm工艺节点的碲镉汞制冷红外探测器批产线、8英寸0.5 μm工艺节点的二类超晶格制冷红外探测器批产线，自主完成原材料提纯、生长，到芯片的流片、制造、封装与测试的全套工艺。高德红外的中波和长波制冷红外探测器及机芯展示睿创微纳展出15 μm 640 × 512长波、中波Ⅱ类超晶格制冷红外探测器、碲镉汞（MCT）制冷探测器以及短波红外焦平面探测器等。相较于非制冷红外探测器，制冷红外探测器灵敏度更高、响应速度更快，适用于更远距离成像、更高速度的运动目标追踪，可用于特种装备，为光谱传感、空间通信、机器视觉、红外夜视、气体成像、泛半导体检测、生物医学成像等行业带来了全新的解决方案。睿创微纳的Ⅱ类超晶格、碲镉汞制冷红外探测器及短波红外焦平面探测器展示中航凯迈（上海）红外科技有限公司（简称：中航红外）展出了自主研发生产的锑化铟（InSb）、铟砷锑（InAsSb）、超晶格（InAs/GaSb）等各型制冷红外探测器，并首次展出了全系列自研读出电路（ROIC）。中航红外主要从事军民两用红外探测器及红外光学研发生产，锑化物探测器科研生产能力处于国内领先水平。中航红外的各型制冷红外探测器展示浙江焜腾红外技术股份有限公司（简称：焜腾红外）重磅推出了具有绝对技术优势的2024年新品2 K x 2 K Ⅱ类超晶格高工作温度制冷探测芯片；展出了中波、长波、双色、气体泄漏检测（OGI）共四大系列多款目前市场上最先进的自主研发的高工作温度制冷Ⅱ类超晶格探测器。焜腾红外的制冷Ⅱ类超晶格探测技术攻克了Ⅱ类超晶格材料外延生长、器件结构设计、芯片制备工艺及探测器规模化工艺等方面“卡脖子”关键技术，在Ⅱ类超晶格材料结构的优化设计、器件制备、高真空封装处于国内领先水平。焜腾红外的Ⅱ类超晶格高工作温度制冷探测器展示浙江珏芯微电子有限公司（简称：珏芯微电子）展出了包括长波探测器、超小型高温探测器、大面阵探测器、气体探测器等在内的多款特色产品，以及系列特色制冷机。珏芯微电子是一家集化合物半导体晶体及外延材料、集成电路设计、器件工艺、高真空封装、精密制冷机等半导体全产业链的高科技公司，军工资质齐全。珏芯微电子的各类制冷红外探测器展示光智科技展出了中波碲镉汞（MCT）、锑化铟（InSb）和长波Ⅱ类超晶格等制冷红外探测器。光智科技已建设2~6英寸中波碲镉汞、锑化铟和长波Ⅱ类超晶格等探测器芯片等多种制冷红外探测器芯片生产线，搭配自主研发生产的制冷机和杜瓦，形成了从制冷红外材料、芯片、封装到器件完整的制冷红外探测器产业链。光智科技的制冷红外探测器展示中科爱毕赛思（常州）光电科技有限公司（简称：中科爱毕赛思）展出了三款自主研发和生产的长波和中波超晶格红外焦平面探测器。中科爱毕赛思主要从事III-V族半导体光电材料、器件的研发与生产，掌握了分子束外延生长（MBE）与芯片制备的关键核心技术，具备新一代高性能光电子器件从结构设计、材料外延、器件制备到组件封装的全产业链技术能力。中科爱毕赛思的超晶格红外焦平面探测器展示山西国惠光电科技有限公司（简称：国惠光电）展出了多款铟镓砷（InGaAs）短波红外探测器及机芯。国惠光电自主研发生产的15 μm像元的多分辨率InGaAs短波红外芯片将传统的InGaAs探测器光谱响应范围从900 - 1700 nm延展到400 - 1700 nm，可同时实现对可见光、近红外和短波红外的探测和成像，并可根据要求提供半导体制冷器（TEC）制冷，提高探测器的灵敏度。国惠光电拥有国际水准的4英寸III-V族半导体化合物芯片生产线，自主研发并实现工程化生产的红外焦平面探测器芯片及其成像系统，其指标已达到国际先进水平。国惠光电的多款InGaAs短波红外探测器展示热门应用群芳竞艳，独具匠心丰富的多维感知技术与创新的解决方案是本次红外技术及应用展的亮点，也是突破红外产业增速放缓局面的重要手段。各大厂商均各展其能，充分拓展了红外技术在应用端的成果及创意，为后续红外产业发展带来了更多“新想法”和“新可能”。高德红外、睿创微纳、大立科技在车载红外感知领域的应用展示高德红外、睿创微纳、大立科技、海康微影在智慧物联领域的应用展示睿创微纳、海康微影在智慧工业领域的应用展示高德红外、飒特红外在无人飞行器领域的应用展示海康微影在半导体检测及生物医学检测领域的应用展示近些年，随着光电技术的长足发展，中国在各波段红外探测器方面都有着显著的技术进展和广泛的应用探索。CIOE中国光博会为红外产业提供了大型的交流和展示平台，促进红外产业步入发展的快车道，系列行业论坛的加成也为技术创新擦出更多火花。红外探测技术正处于快速发展阶段，拥有无限可能，我们满怀期待！

日前，在2023中关村论坛“北京（国际）第三代半导体创新发展论坛”上，科学技术部党组成员、副部长相里斌表示，以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体具有优异性能，在信息通信、轨道交通、智能电网、新能源汽车等领域有巨大市场。  “总体上看，‘十三五’期间已经基本解决我国第三代半导体产品和相关装备的‘有无’问题，‘十四五’期间将重点解决‘能用、好用’以及可持续创新能力的问题。”相里斌表示，科技部将聚焦关键核心技术和重大应用方向，重点突破材料、器件、工艺和装备技术瓶颈。  经过多年努力，全球第三代半导体产业正进入快速增长期。国际半导体照明联盟主席、第三代半导体产业技术创新战略联盟指导委员会主任曹健林表示：“以第三代半导体为代表的宽禁带半导体，广泛应用于符合‘双碳’目标的新能源、交通制造产业升级以及光电应用场景，已成为推动诸多产业创新升级的重要引擎。”曹健林分析认为，我国发展第三代半导体已经具备技术突破和产业协同发展的基础。与半导体相关的精密制造水平和配套能力快速提升，为相关装备国产化打下坚实基础。  中国工程院院士、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇举例说，基于第三代半导体材料和器件将引领高端电力装备的颠覆性创新应用，推动传统电网向半导体电网发展。  新一代信息技术与工业化深度融合加快，为集成电路产业发展创造巨大空间。如北京市顺义区已初步形成从装备到材料、芯片、模组、封装检测及下游应用的产业链布局，集聚了泰科天润、国联万众、瑞能半导体等产业链上下游企业20余家。论坛上，国联万众碳化硅功率芯片二期等6个产业项目签约，预计总投资近18亿元。  第三代半导体产业也面临不少“成长中的烦恼”。比如，原始创新和面向应用的基础研究能力较弱，关键装备和原材料依然高度依赖进口，产业链、供应链安全依然存在风险，缺乏开放、链条完整、装备条件先进的第三代半导体研发中试平台，产业生态尚未建立等。  为此，第三代半导体产业技术创新战略联盟等联合发布倡议，聚焦重点市场需求，在新能源汽车、光伏储能、新型显示等领域推广应用基于第三代半导体材料的“绿色芯”“健康芯”；聚焦产业链协同创新，共同组建创新联合体，强化公共技术服务能力和标准化能力建设，形成产学研紧密合作、上下游链条打通、大中小企业共生发展的协同创新局面。  第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲认为，一方面需要推动示范应用，打通产业链条，提高产品竞争力和产业引领力；另一方面需要集聚创新要素，积极推动国际科技交流与合作，重点加强与具备成熟技术的中小企业和研发团队的深度合作。

p style=" text-indent: 2em " 据权威消息人士透露，我国计划把大力支持发展第三代半导体产业，写入正在制定中的“十四五”规划，计划在2021-2025年期间，在教育、科研、开发、融资、应用等等各个方面，大力支持发展第三代半导体产业，以期实现产业独立自主。 /p p style=" text-indent: 2em " 当前，以碳化硅为代表的第三代半导体已逐渐受到国内外市场重视，不少半导体厂商已率先入局。不过，量产端面临多重挑战下，第三代半导体材料占比仍然较低。未来政策导入有望加速我国第三代半导体产业发展，以期进一步把握主动。 /p h3 style=" text-indent: 2em " 第三代半导体市场景气向上 /h3 p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 华创证券认为，随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展，对半导体器件的需求日益增长，对器件可靠性与性能指标的要求也更加严苛。第三代半导体开始逐渐受到市场的重视，国际上已形成完整的覆盖材料、器件、模块和应用等环节的产业链。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 与此同时，化合物半导体材料也有着战略意义。作为重要的上游材料，化合物半导体不仅应用于军用领域，还对大功率高速交通起着重要支撑作用，被各国视作战略物资。当前，美国、日本、欧盟都致力于在该领域建立技术优势。 /p p style=" text-indent: 2em " 受益于材料自身优势，以及5G和新能源汽车等应用拉动，市场预估第三代半导体材料在今年就会起量。中美贸易摩擦和疫情影响下，市场重估行情。 /p p style=" text-indent: 2em " TrendForce集邦咨询旗下拓墣产业研究院指出，氮化镓的射频器件受到不小震荡。氮化镓器件仍处于开发阶段，目前主要应用于基站射频技术，预计2020年营收则呈现小幅增长。 /p p style=" text-indent: 2em " 功率器件方面，虽然受大环境影响，但其已是化合物半导体的发展重点，成长动能依旧显著。碳化硅材料因衬底生产难度大，功率器件成长幅度受限，后续有待衬底技术持续精进；氮化镓功率器件技术发展则相对成熟，虽大环境不佳导致成长放缓，但向上幅度仍明显。 /p h3 style=" text-indent: 2em " 国内外厂商争取卡位时间 /h3 p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 全球范围内，半导体大厂纷纷布局，IDM厂商意法半导体购并NorstelAB以及法国Exagan、英飞凌收购Siltectra，以及日商ROHM收购SiCrystal等事件都颇受业界关注。 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " 国内方面，不少厂商围绕第三代半导体材料争取卡位时间。 /p p style=" text-indent: 2em " 海特高新子公司海威华芯建立了国内第一条6英寸砷化镓/氮化镓半导体晶圆生产线。据称，其技术指标达到国外同行业先进水平，部分产品已经实现量产。赛微电子涉及第三代半导体业务，主要包括GaN（氮化镓）材料的生长与器件的设计。 /p p style=" text-indent: 2em " 三安光电在长沙设立子公司湖南三安从事碳化硅等化合物第三代半导体的研发及产业化项目，目前项目正处于建设阶段。聚灿光电目前产品涉及氮化镓的研发和生产，外延片的技术就是研发氮化镓材料的生长技术，芯片的技术就是研发氮化镓芯片的制作技术。 /p p style=" text-indent: 2em " 今年8月，露笑科技投资100亿建设第三代功率半导体（碳化硅）产业园。露笑科技与合肥市长丰县人民政府签署战略合作框架协议，包括但不限于碳化硅等第三代半导体的研发及产业化项目，包括碳化硅晶体生长、衬底制作、外延生长等的研发生产，项目投资总规模预计100亿元。 /p h3 style=" text-indent: 2em " 量产仍是最大挑战 /h3 p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 目前，第三代半导体材料的比重仍然相当低。全球以硅为基础的半导体材料市场约4500亿美元，第三代半导体仅占10亿美元。 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " 业内人士指出，量产端的困难仍是业界的最大挑战。 /p p style=" text-indent: 2em " 目前，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）较为成熟，并称为第三代半导体材料的双雄。氧化锌、金刚石、氮化铝等材料的研究则仍处于起步阶段。不过，即使是成熟度最高的碳化硅和氮化镓，也在量产环节面临诸多困难。 /p p style=" text-indent: 2em " 氮化镓的难度主要在于在晶格。当前，氮化镓发展瓶颈段仍在基板段，成本昂贵且供应量不足,主要是因为氮化镓长在硅上的晶格不匹配，困难度高。 /p p style=" text-indent: 2em " 对于碳化硅，长晶的源头晶种来源纯度要求高、取得困难，另外，长晶的时间相当长且长晶过程监测温度和制程的难度高。碳化硅长一根晶棒需时2周，成果可能仅3公分，也加大了量产的难度。 /p p style=" text-indent: 2em " 拓墣产业研究院认为，在化合物半导体领域，虽然中国厂商相比国际厂商仍有技术差距，但随着国家加大支持以及厂商的不断布局，技术差距将不断缩小。分析师强调，当前唯有真实掌握市场需求，厂商才有机会在竞争当中成长及获利。 /p

2024年3月28日-29日，第三届第三代半导体材料技术与市场研讨会在四朝古都、江南水乡苏州召开，会议由半导体在线主办，来自全国500+第三代半导体产业链相关科研院校、企业等代表参加了会议。促进第三代半导体材料领域的相互交流与合作。天美公司携半导体材料完整的分子光谱表征方案出席了此次研讨会。在会议期间，老师、研发工作者及行业从业者分别莅临到天美公司展台，详细咨询了天美公司在半导体行业中的仪器解决方案。天美集团旗下爱丁堡系列分子光谱仪器可为半导体加工制造行业提供快速、无损、灵敏、高效的拉曼，荧光、紫外及红外测试技术，表征半导体材料的化学键组成，结构晶型分析、电子学性质和缺陷分析等信息，为半导体原料制备与合成进行参数严格把控。

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p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 近日，北京天科合达半导体股份有限公司（以下简称“天科合达”）第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设项目开工仪式举行。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img.dramx.com/website/dramx/20200819094128_2.png" / /p p style=" text-align: center " Source：天科合达 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 资料显示，第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设项目是天科合达自筹资金建设的用于碳化硅晶体衬底研发及生产的项目，总投资约9.5亿元人民币，总建筑面积5.5万平方米，新建一条400台/套碳化硅单晶生长炉及其配套切、磨、抛加工设备的碳化硅衬底生产线，项目计划于& nbsp 2022年年初完工投产，建成后可年产碳化硅衬底12万片。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 北京天科合达半导体股份有限公司总经理杨建表示，目前第三代半导体行业正处于蓬勃发展的阶段，近两年国家对第三代半导体产业高度重视，天科合达公司作为国内领先的碳化硅晶片生产企业和全球主要碳化硅晶片生产企业之一，该项目在大兴区黄村镇顺利开工建设，标志着北京市SiC衬底材料和器件的产业进程将进一步加速发展，对于促进我国碳化硅半导体产业延伸，引领第三代半导体产业发展具有重要的示范意义。 /p h4 科创板IPO申请已获上交所问询 /h4 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 资料显示，天科合达于2006年9月由新疆天富集团、中国科学院物理研究所共同设立，目前注册资本为18384万元，是一家专业从事第三代半导体碳化硅（SiC）晶片研发、生产和销售的高新技术企业，是全球SiC晶片的主要生产商之一，拥有一个研发中心和一个集晶体生长-晶体加工-晶片加工-清洗检测的全套碳化硅晶片生产基地；全资子公司—新疆天科合达蓝光半导体有限公司位于新疆石河子市，主要进行碳化硅晶体生长。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 目前，天科合达正在闯关科创板，7月14日，上交所正式受理该公司的科创板申请，目前其审核状态为“已问询”。根据招股说明书（申报稿）显示，天科合达此次拟募集资金5亿元，拟用于第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设项目。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 申报稿显示，天科合达第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设项目计划投资总额为9.6亿元，其中以募集资金投入金额为5亿元，将主要建设一个包括晶体生长、晶片加工和清洗检测等全生产环节的生产基地。项目投产后年产12万片6英寸碳化硅晶片，其中6英寸导电型碳化硅晶片约为8.2万片，6英寸半绝缘型碳化硅晶片约为3.8万片。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 根据国家发改委发布的《战略型新兴产业重点产品和服务指导目录（2016年版）》，碳化硅等电子功能材料列入战略型新兴产业重点产品目录。根据工信部、国家发改委、科技部与财政部联合发布的《新材料产业发展指南》，宽禁带半导体材料属于鼓励发展的“关键战略材料”，大尺寸碳化硅单晶属于“突破重点应用领域急需的新材料”。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 根据2017年科技部发布的《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》，针对碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等为代表的宽禁带半导体技术对关键制造装备的需求，开展大尺寸（6英寸）宽禁带半导体材料制备、器件制造、性能检测等关键装备与工艺研究已经列为我国“十三五”期间先进制造领域的重点任务。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 作为宽禁带半导体器件制造的关键原材料，碳化硅衬底材料制造的技术门槛较高，国内能够向企业用户稳定供应4英寸及6英寸碳化硅衬底的生产厂商相对有限。受中美贸易环境等经济局势影响，近年来我国碳化硅器件厂商的原材料供应受到较大程度的制约，下游市场出现了供不应求的局面。提高碳化硅衬底材料的国产化率、实现进口替代是我国宽禁带半导体行业亟需突破的产业瓶颈。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 天科合达表示，公司拟投资建设的第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设项目在扩大现有产能的基础上，通过进一步优化工艺技术，能够实现对下游客户的稳定批量供应，缓解下游市场对碳化硅衬底材料的迫切需求。同时能够进一步提升核心产品的竞争力，提高公司在国内和国际的市场地位，增强在宽禁带半导体材料领域的影响力。 /p

第三代半导体材料主要是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)等为代表的宽禁带半导体材料。与第一、二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.3eV)，亦被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料及器件的研究来看，较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓，而氧化锌、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，被行业称为第三代半导体材料的双雄。专利一般是由政府机关或者代表若干国家的区域性组织根据申请而颁发的一种文件，这种文件记载了发明创造的内容，并且在一定时期内产生这样一种法律状态，即获得专利的发明创造在一般情况下他人只有经专利权人许可才能予以实施。在我国，专利分为发明、实用新型和外观设计三种类型。专利文献作为技术信息最有效的载体，囊括了全球90%以上的最新技术情报，相比一般技术刊物所提供的信息早5～6年，而且70%～80%发明创造只通过专利文献公开，并不见诸于其他科技文献，相对于其他文献形式，专利更具有新颖、实用的特征。可见，专利文献是世界上最大的技术信息源，另据实证统计分析，专利文献包含了世界科技技术信息的90%～95%。如此巨大的信息资源远未被人们充分地加以利用。事实上，对企业组织而言，专利是企业的竞争者之间惟一不得不向公众透露而在其他地方都不会透露的某些关键信息的地方。因此，通过对专利信息细致、严密、综合、相关的分析，可以从其中得到大量有用信息。基于此，仪器信息网特统计分析了第三代半导体中氮化镓的专利信息，以期为从业者提供参考。（本文搜集信息源自网络，不完全统计分析仅供读者参考，时间以专利申请日为准）专利申请趋势分析（1994-2020）申请人数量趋势分析（1994-2020）发明人数量趋势分析（1994-2020）本次统计，以“氮化镓”为关键词进行检索，共涉及专利总数量为9740条（含世界知识产权组织254条专利），其中发明专利8270条、实用新型专利1169条和外观专利47条。从统计结果可以看出可以看出，从1994年开始，氮化镓专利数量和专利申请人数量整体呈增长趋势，只在2012-2014年之间和2020年呈下降趋势。这表明氮化镓的研发投入不断增加，相关企业和科研院所数量也在不断增加。从专利发明人数量趋势可以看出，从事氮化镓相关研究的人数也在逐年增加，氮化镓已成为研究热点。申请人专利排行发明人专利量排行那么从事相关研发工作的主要有哪些单位呢？从申请人专利量排行可以看出，在专利申请人申请量排名中，中国科学院半导体研究所的表现最为突出共申请专利314件，三菱电机株式会社（排名第二）与电子科技大学（排名第三）也不甘示弱，分列第二与第三位。具体来看，半导体所的专利主要集中于材料生长、加工工艺等方面；三菱电机的专利主要集中于功率器件制造、半导体装置等方面。在发明人专利量排行中，李鹏的专利量最多，其次为胡加辉、李晋闽等人。李鹏发明的专利主要归华灿光电所属，专利集中于氮化镓发光二极管领域的研究。据了解，华灿光电成立于2005年的华灿光电股份有限公司，是我国领先的半导体技术型企业。目前有张家港、义乌、玉溪三大生产基地。历经十几年的发展，华灿光电已成为国内第二大LED芯片供应商，国内第一大显示屏用LED芯片供应商。2015年收购云南蓝晶，整合LED上游产业资源。专利申请区域统计通过对专利申请区域进行统计能够了解到目前专利技术的布局范围以及技术创新的活跃度，进而分析各区域的竞争激烈程度。从专利申请区域可以看出，氮化镓专利申请主要集中于广东省、江苏省等，这些地区都是半导体产业发达的地区，其在第三代半导体方面的布局也快人一步。值得注意的是，日本企业在国内也有很多专利布局。专利技术分类统计从专利技术分类来看，大部分氮化镓的专利都集中于电学领域。这主要是因为氮化镓是功率器件和射频器件的重要半导体材料，在电力电子、射频芯片等领域都要重要的应用。具体来看，相关研究主要集中于光发射的半导体器件、半导体装置或设备、半导体材料在基片上的沉积等方面。

周四A股市场上，科技股表现活跃，第三代半导体概念崛起，包括三安光电、云南锗业和露笑科技等在内的多只个股囊获涨停板，奥海科技、聚灿光电收获两连板。第三代半导体将保持高速增长第三代半导体包括氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石等。相较于第一代、第二代半导体，国内第三代半导体企业和国际巨头基本处于同一起跑线，芯片行业要实现国产化率提升，第三代半导体是很好的弯道超车机会。事实上，继“十二五”“十三五”后，碳化硅半导体再次被列入“十四五”规划中的重点支持领域。国家2030计划和“十四五”国家研发计划已明确第三代半导体是重要发展方向。国海证券表示，在美国持续升级对我国半导体产业技术封锁的大环境中，第三代半导体有望成为我国半导体产业突围先锋，相关产业链上下游企业将充分受益。近几年，我国在第三代半导体布局企业超百家，国内第三代半导体投资热情空前。未来几年内全球氮化镓和碳化硅器件市场将保持25%～40%的高增速。业内人士表示，第三代半导体正是材料环节的创新，被视作超越摩尔定律相关技术发展的重点之一，是芯片性能提升的基石。后摩尔时代看好第三代半导体，这一轮半导体高景气周期大概率将持续到2022年甚至到2023年。专业分析机构Omdia测算显示，全球氮化镓和碳化硅功率半导体销售收入预计将从2018年的5.71亿美元，或增至2029年底超50亿美元，未来十年将保持年均两位数增速。此外，目前半导体行业涨价预期再起，全球功率半导体龙头英飞凌正在酝酿新一轮产品涨价，MOSFET(金氧半场效晶体管)的涨幅将有12%，预计本月中旬执行。中国台湾地区的多个晶圆代工大厂也决定将在第三季度再度上调芯片代工价格，最高上调幅度达30%，远高于市场此前预期的15%。机构预测7只概念股今年业绩翻倍证券时报数据宝统计，第三代半导体板块有近40只个股，包括三安光电、露笑科技等。三安光电在长沙总投资160亿元建设具有自主知识产权的衬底(碳化硅)、外延、芯片及封装产业生产基地。露笑科技在合肥市长丰县共同投资建设第三代功率半导体(碳化硅)产业园。士兰微已建成6英寸的硅基氮化镓集成电路芯片生产线。从行情表现来看，6月以来第三代半导体个股表现亮眼，概念股平均涨幅超16%，大幅跑赢同期大盘。聚灿光电和赛微电子6月累计上涨超40%，华润微、露笑科技和北方华创的股价自6月以来均涨超30%。截止目前，板块内兆驰股份和苏州固锝发布了中报预告。兆驰股份预测中报净利润约9.22亿元～12.3亿元，增长50%～100%，报告期内公司订单数量同比上升，公司还根据市场情况调整了部分产品价格。苏州固锝预告公司中报净利润约9311.2万元～1.21亿元，同比增长100%～160%。公司表示业绩增长主要是受益于功率半导体国产替代加速，公司产销两旺，产能利用率提升；公司在集成电路和PPAK封装、MEMS封测增长较快，销售额和销售量创新高。从机构预期来看，获得机构一致预测2021年和2022年净利润增长幅度均超过30%的有18家上市公司，其中士兰微、华灿光电、富满电子、安泰科技、楚江新材、新洁能和三安光电等7家公司今年净利润将翻倍增长。

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 上证报中国证券网讯 露笑科技8月9日晚间公告称，公司8月8日与合肥市长丰县人民政府签署了共同投资建设第三代功率半导体(碳化硅)产业园的战略合作框架协议，双方将在合肥市长丰县共同投资建设第三代功率半导体(碳化硅)产业园，包括但不限于碳化硅等第三代半导体的研发及产业化项目，包括碳化硅晶体生长、衬底制作、外延生长等的研发生产，项目投资总规模预计100亿元。 /p p 　　合肥市长丰县人民政府将为该项目提供优惠政策、资金(包括但不限于股权、债权投资)支持；为该项目提供土地、基础设施配备、用工等保障，对该项目的投资建设及运营提供必要的支持与协助等。 /p p 　　露笑科技主要从事漆包线、机电、蓝宝石和新能源汽车业务的生产、销售。公司是国内领先的电磁线生产龙头企业，2019年完成不良资产剥离和顺宇洁能优质发电业务的资产并表，形成“新能源+制造业”双轮驱动的产业布局。 /p p 　　目前，公司正在进行非公开发行，公司拟定增募资投资碳化硅项目，并与中科钢研、国宇中宏达成战略合作。新建碳化硅衬底片产业化项目完成后，公司将形成长晶炉制造与衬底片生产的完整产业链，初步完成在碳化硅产业的布局，碳化硅衬底片有望成为公司新的业绩增长点。 /p p br/ /p

在5月28日举办的北京(国际)第三代半导体创新发展论坛上，顺义区面向全球推介第三代半导体产业发展蓝图，与全球创新创业者们共享新机遇、共谋新发展。《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》中明确指出，顺义区要“推动第三代半导体产业集聚，建设工艺、封装和检测等共性技术平台，打造国际第三代半导体创新高地”。近年来，顺义区将第三代半导体作为三大主导产业之一，加快产业发展顶层设计，编制了《顺义区第三代半导体产业发展规划(2021-2035年)》，集聚了泰科天润、国联万众、瑞能半导体等产业链上下游企业20余家，引进了北京大学、清华大学、中科院物理所等优质项目，初步形成从装备到材料、芯片、模组、封装检测及下游应用的产业链布局，三代半产业集群效应初显。良好的产业生态和配套服务是企业能否留得住的关键。区内注册成立了第三代半导体产业技术创新战略联盟，成员单位达200余家；总面积7.1万平米的第三代半导体材料及应用联合创新基地投入使用，建成国家级第三代半导体联合创新孵化中心，协同创新不断加强，产业活力持续提升。为解决企业落地难、落地贵、落地慢问题，设立首期规模10亿元的第三代半导体产业专项基金，建设总面积约20万平米的第三代半导体产业标准化厂房，一期7.4万平米已投入使用。加快工业污水处理站分阶段按需扩容，启动建设110kVA变电站，高纯净再生水厂、大宗气站、危化品库、危废中转站计划于2024年底前完工。同时，统筹规划1万名产业人员的生活配套，形成完整的商业、医疗、娱乐等生活配套体系。三代半产业快速发展的背后离不开政策的引导和支持。围绕产业发展环境和关键节点，顺义区先后出台了一系列支持政策，实现了技术研发、成果转化、人才服务、产业发展全覆盖。2019年，联合中关村管委会共同印发了《关于促进中关村顺义园第三代半导体等前沿半导体产业创新发展的若干措施》。2023年初，发布了《顺义区进一步促进第三代等先进半导体产业发展的若干措施》，围绕企业关注的研发、流片、投资、厂房等特殊需求精准发力，做好全方位服务保障，进一步支持第三代等先进半导体产业高质量发展。

日前，英飞凌工业功率控制事业部大中华区市场推广总监陈子颖先生和英飞凌科技电源与传感事业部大中华区应用市场总监程文涛先生在媒体采访中就第三代半导体技术价值、产业发展和技术趋势进行了深入解读。进入后摩尔时代，一方面，人类社会追求以万物互联、人工智能、大数据、智慧城市、智能交通等技术提高生活质量，发展的步伐正在加速。另一方面，通过低碳生活改善全球气候状况也越来越成为大家的共识。目前全球能源需求的三分之一左右是用电需求，能源需求的日益增长，化石燃料资源的日渐耗竭，以及气候变化等问题，要求我们去寻找更智慧、更高效的能源生产、传输、配送、储存和使用方式。在整个能源转换链中，第三代半导体技术的节能潜力可为实现长期的全球节能目标做出很大贡献。除此之外，宽禁带产品和解决方案有利于提高效率、提高密度、缩小尺寸、减轻重量、降低总成本，因此将在交通、数据中心、智能楼宇、家电、个人电子设备等等极为广泛的应用场景中为能效提升做出贡献。例如在电力电子系统应用中，一直期待1200V以上耐压的高速功率器件出现，这样的器件当今非SiC MOSFET莫属。而硅MOSFET主要应用在650V以下的中低功率领域。除高速之外，碳化硅还具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率等特点，尤其适合对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件要求较高的应用。功率密度是器件技术价值的另一个重要方面。SiC MOSFET芯片面积比IGBT小很多，譬如100A/1200V的SiC MOSFET芯片大小大约是IGBT与续流二级管之和的五分之一。因此，在高功率密度和高速电机驱动应用中，SiC MOSFET的价值能够得到很好的体现，其中包括650V SiC MOSFET。在耐高压方面，1200V以上高压的SiC高速器件，可以通过提高系统的开关频率来提高系统性能，提高系统功率密度。这里举两个例子：电动汽车直流充电桩的功率单元，如果采用Si MOSFET，则需要两级LLC串联，电路复杂，而如果采用SiC MOSFET，单级LLC就可以实现，从而大大提高充电桩的功率单元单机功率。三相系统中的反激式电源，1700V SiC MOSFET也是完美的解决方案，可以比1500V硅MOSFET损耗降低50%，提高效率2.5%。在可靠性和质量保证方面，SiC器件有平面栅和沟槽栅两种类型，英飞凌的沟槽栅SiC MOSFET能很好地规避平面栅的栅极氧化层可靠性问题，同时功率密度也更高。正是由于SiC MOSFET这些出色的性能，其在光伏逆变器、UPS、ESS、电动汽车充电、燃料电池、电机驱动和电动汽车等领域都有相应的应用。然而，碳化硅是否会成为通吃一切应用的终极解决方案呢？众所周知，硅基功率半导体的代表——IGBT技术，在进一步提升性能方面遇到了一些困难。开关损耗与导通饱和压降降低相互制约，降低损耗和提升效率的空间越来越小，于是业界开始希望SiC能够成为颠覆性的技术。但是，这样的看法这不是很全面。首先，以英飞凌为代表的硅基IGBT的技术也在进步，采用微沟槽技术的TRENCHSTOP™ 5，IGBT7是新的里程碑，伴随着封装技术的进步，IGBT器件的性能和功率密度越来越高。同时，针对不同的应用而开发的产品，可以做一些特别的优化处理，从而提高硅器件在系统中的表现，进而提高系统性能和性价比。因此，第三代半导体的发展进程，必然是与硅器件相伴而行，在技术发展的同时，还有针对不同应用的大规模商业化价值因素的考量，期望第三代器件很快在所有应用场景中替代硅器件是不现实的。产业化之路英飞凌1992年开始研发SiC功率器件，1998年建立2英寸的生产线，2001年推出第一个SiC产品，今年正好20周年。20年来碳化硅技术在进步，2006年发布采用MPS技术的二极管，解决耐冲击电流的痛点；2013年推出第五代薄晶圆技术二极管，2014年——2017年先后发布SiC JFET，第五代1200V二极管，6英寸技术和SiC沟槽栅MOSFET。从英飞凌SiC器件的发展史，可以看出SiC技术的发展历程和趋势。我们深知平面栅的可靠性问题，在沟槽栅没有开发完成之前，通过SiC JFET这一过渡产品，帮助客户快速进入SiC应用领域。从技术发展趋势来看，SiC MOSFET比IGBT更迫切地需要转向沟槽栅，除了功率密度方面的考量之外，更注重可靠性问题。在产业层面，当时间来到21世纪的第三个十年，整个第三代半导体产业格局相对于发展初期已经发生了巨大的变化。具体而言，碳化硅产业正在加速垂直整合，而氮化镓产业形成了IDM以及设计公司和晶圆代工厂合作并存的模式。这些都显示出，第三代半导体产业已经进入了大规模、高速发展的阶段。当然，与硅基器件行业相比，第三代半导体产业发展时间相对较短，在标准化、成熟度等方面还有很长的路要走，尤其是在品质与长期可靠性方面，还有大量的研究和验证工作要做。英飞凌在标准化、品质管理和可靠性方面拥有丰富的经验和公认的优势，在第三代器件发展之初就开始持续投入大量的资源，对此进行深入的分析、研究和优化，不断推动第三代半导体行业的稳健发展。为此，英飞凌发表了《碳化硅可靠性白皮书》，论述英飞凌如何控制和保证基于SiC的功率半导体器件的可靠性。成果和趋势当前，第三代半导体在技术层面值得关注的领域很多。例如碳化硅晶圆的冷切割技术，器件沟道结构优化，氮化镓门极结构优化，长期可靠性模型、成熟硅功率器件模块及封装技术的移植等等，都会对第三代半导体长期发展产生深远的影响。这几个领域也正是英飞凌第三代半导体产品开发过程中所专注和擅长的领域。具体而言，2018年英飞凌收购了位于德累斯顿的初创公司Siltectra。该公司的冷切割（Cold Split）创新技术可高效处理晶体材料，最大限度减少材料损耗。英飞凌利用这一冷切割技术切割碳化硅晶圆，可使单片晶圆产出的芯片数量翻倍，从而有效降低SiC成本。在中低功率SiC器件方面，去年英飞凌在1200V系列基础上，发布了TO-247封装的650V CoolSiC™ MOSFET，进一步完善了产品组合。目前贴片封装的650V产品系列正在开发当中。在氮化镓方面，今年五月我们推出了集成功率级产品CoolGaN™ IPS系列，成为旗下众多WBG功率元件组合的最新产品。IPS基本的产品组合包括半桥和单通道产品，目标市场为低功率至中功率的应用，例如充电器、适配器以及其他开关电源。代表产品600V CoolGaN™ 半桥式IPS IGI60F1414A1L，8x8 QFN-28封装，可为系统提供极高的功率密度。此产品包含两个140mΩ/600V增强型HEMT开关以及EiceDRIVER™ 系列中的氮化镓专用隔离高低侧驱动器。在高压方面，碳化硅产品会继续朝着发挥其主要特性的方向发展，耐压更高，2-3kV等级的产品会相继面世。同时，英飞凌会利用成熟的模块技术、低寄生电感、低热阻的封装技术等，针对不同的应用开发相应产品。比如，低寄生电感封装可以让SiC器件更好发挥高速性能，低热阻的封装技术虽然成本略高，但可以有效提高器件电流输出能力，从而实际上降低了单位功率密度的成本。

近日，有报道称，为了发展新一代功率半导体，韩国30家本土半导体企业以及大学和研究所组建碳化硅产业联盟，以应对急速增长的碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化镓（Ga2O3）等宽禁带半导体所引领的新型功率半导体市场，从而形成韩国本土碳化硅生态圈。据悉，联盟内的30家韩国功率半导体企业将共同参与材料、零部件、设备的开发，培育与碳化硅半导体相关的材料、零部件和设备企业的发展。其中，LX Semicon将负责研发碳化硅半导体，SK siltron则负责碳化硅衬底，Hana Materials和STI将研发碳化硅半导体零件和设备技术。嘉泉大学、光云大学和国民大学将支持碳化硅半导体研发基础设施，国立纳米材料研究所和韩国陶瓷工程技术研究所将提供技术支持。宽禁带半导体就是第三代半导体，主要是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料。与第一、二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.3eV)，亦被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料及器件的研究来看，较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓，而氧化锌、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，被行业称为第三代半导体材料的双雄。基于第三代半导体的优良特性，其在通信、汽车、高铁、卫星通信、航空航天等应用场景中颇具优势。其中，碳化硅、氮化镓的研究和发展较为成熟。以SiC为核心的功率半导体，是新能源汽车充电桩、轨道交通系统等公共交通领域的基础性控件；射频半导体以GaN为原材料，是支撑5G基站建设的核心；第三代半导体在消费电子、工业新能源以及人工智能为代表的未来新领域，发挥着重要的基础作用。近年来，随着新能源汽车的兴起，碳化硅IGBT器件逐渐被应用于超级快充，展现出了强大的市场潜力，第三代半导体发展进入快车道。第三代半导体器件的生产离不开检测，以碳化硅功率器件的生产为例，只有通过对各个生产环节的检测才能不断提高良率和工艺水平。碳化硅的检测主要包括衬底检测、外延片检测、器件工艺、点穴参数、可靠性分析和失效分析。除了以上这些检测项目对应的仪器外，第三代半导体制造也离不开半导体设备，碳化硅产业链更是如此，其涉及的设备种类繁多。碳化硅的很多工艺段设备可以与硅基半导体工艺兼容，但由于宽禁带半导体材料熔点较高、硬度较大、热导率较高、键能较强的特殊性质，使得部分工艺段需要使用专用设备、部分需要在硅设备基础上加以改进。相关工艺及半导体制造设备如下，

近日有投资者在互动平台就大族激光是否有切割碳化硅的技术与设备，以及已量产的第三代半导体设备进行了提问。大族激光表示公司应用于第三代半导体的SiC晶锭激光切片机、SiC超薄晶圆激光切片机正在客户处做量产验证。有数据显示，大族激光今年上半年实现营业收入69．37亿元，营业利润6．82亿元；归属于母公司的净利润6．31亿元，扣除非经常性损益后净利润6．07亿元。其中半导体及泛半导体行业晶圆加工设备业务实现营业收入7．17亿元。今年5月份，大族激光的全资子公司大族半导体发布了激光切片（QCB技术）新技术，并同时发布了两款全新设备：SiC晶锭激光切片机（HSET－S－LS6200）、SiC超薄晶圆激光切片机（HSET－S－LS6210）。其产品性能非常优越，以切割2cm厚度的晶锭，分别产出最终厚度350um，175um和100um的晶圆为例，QCB技术可在原来传统线切割的基础上提升分别为40％，120％和270％的产能。据悉，我国计划把大力支持发展第三代半导体产业，写入“十四五”规划，计划在2021－2025年期间，在教育、科研、开发、融资、应用等等各个方面，大力支持发展第三代半导体产业，以期实现产业独立自主。第三代半导体材料是以碳化硅SiC、氮化镓GaN为主的宽禁带半导体材料，具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。以第三代半导体的典型代表碳化硅（SiC）为例，碳化硅具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点，使得其器件适用于高频高温的应用场景，相较于硅器件，碳化硅器件可以显著降低开关损耗。 因此，碳化硅可以制造高耐压、大功率的电力电子器件，用于智能电网、新能源汽车等行业。

p 　　在国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项以及深圳市孔雀团队的支持下，南方科技大学贺建奎教授的团队经过刻苦攻关，成功研发出具有完全自主知识产权的亚洲第一台第三代基因测序仪GenoCare并批量投产。 /p p 　　基因测序仪是基因行业上游的核心。我国的基因测序仪基本依靠进口，每年向欧洲、美国支付上百亿的试剂费用。目前全球应用最成熟的是二代基因测序技术，第三代基因测序技术正在兴起。贺建奎教授团队研发成功第三代基因测序仪GenoCare，是当今世界上准确率最高(准确率达99.9985%)的第三代测序仪，并且率先在全世界取得政府医疗器械证备案、初步实现产业化并已应用于临床检测。该测序仪开发出基于全内反射先进光学的技术，可检测到单个DNA分子的微弱信号，读取DNA序列编码，为健康和疾病提供解读和诊断信息，其技术水平在亚洲乃至世界都居于领先地位。 /p p br/ /p

近年来，我国分子诊断市场规模保持快速增长趋势，PCR技术是目前相对成熟且临床应用相对广泛的分子诊断技术，占整体分子诊断市场的50%以上。随着第三代PCR技术（数字PCR技术）的迅速发展，PCR技术整体市场占有率有望进一步提高。目前PCR试剂盒开发主要采用TaqMan探针法（突变位点位于TaqMan探针上）和ARMS法（突变位点位于引物3’端），二者瑜亮之争，各有长短。TaqMan探针法具有成熟度高、特异性高等优点，但探针设计难度较大、背景信号较高，而低背景/高特异性的MGB-TaqMan探针更加昂贵，在超多重PCR体系开发方面效率和难度都较高。ARMS方法具有检测灵敏度更高、可检测低至0.5%的突变，且体系设计与优化成本更低等特点。尽管ARMS PCR技术具有显著的优点，但设计出稳定且特异性很高的ARMS检测体系仍然相当挑战。第一代ARMS PCR技术为了提高突变检测的特异性，需要在引物3’端额外引入多个碱基错配（引物设计难度较大），从而保证检测的特异性。第二代ARMS PCR技术为了提高突变检测的特异性，Super-ARMS采用独特的专利技术将引物设计为环化引物，并且在3’端引入错配碱基，但Super-ARMS技术引物设计仍然相对复杂，不易大规模普及使用。为了降低ARMS PCR技术引物设计的难度，并进一步提高ARMS PCR技术的特异性，上海小海龟科技有限公司近日推出第三代ARMS PCR技术，即Perfect-ARMS技术，该技术不需要设计环化引物、使用创新的超高特异性神甄™（Single Nucleotide Ultra Precision Polymerase, SNUPP ）DNA聚合酶，可以准确识别引物3’端单碱基错配，只需要在引物3’端设计一个识别碱基，即可以实现高度特异性的ARMS检测。Perfect-ARMS技术变革性地降低了ARMS试剂盒开发难度，让PCR试剂盒开发更“简捷”、效率更高、成本更低。同时，Perfect-ARMS技术既适用于荧光PCR平台，又适用于数字PCR平台。图1. ARMS PCR技术路线图Perfect-ARMS PCR实验案例展示图2. Perfect-ARMS在qPCR检测中的应用案例展示图3. Perfect-ARMS在数字PCR检测中的应用案例展示关于上海小海龟科技上海小海龟科技有限公司是一家立足于基因检测上游仪器、芯片耗材开发的高新技术企业，2022年获得中国首张数字PCR计量评价证书，2016年获批国家发改委“基因检测技术应用示范中心”，先后承担多项上海市生物医药领域科技支撑专项和科技部“科技助力经济2020”专项，推出多款数字PCR系统并取得医疗器械注册证书，并基于此系统开发完成约40款检测试剂盒，包括肿瘤伴随诊断、肿瘤早筛、优生优育、病毒检测等。