半导体材料

p style=" line-height: 1.75em " 　 半导体材料是微电子器件和光伏器件的基础材料，其杂质和缺陷特性严重影响器件性能。随着微电子器件集成度和光伏器件转换效率的提高，对半导体原材料的要求越来越高。为了满足工业化生产的需求，相应地要求材料检测方法具有更高的灵敏度和更快的测量速度，同时避免对材料产生损伤。载流子是半导体材料的功能载体，其输运特性决定了各种光电器件的性能，包括载流子寿命、扩散系数和表面复合速率等。光载流子辐射技术是实现对载流子输运参数进行同时测量的一种全光无损检测方法，但该方法在载流子输运参数的测量表征中仍然存在一些局限，如理论模型的适用性、参数的测量精度和测量速度等。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　在国家自然科学基金项目支持下，中国科学院光电技术研究所针对上述问题，以传统半导体硅材料为研究对象，建立非线性光载流子辐射模型，并在此基础上分别提出了多光斑光载流子辐射技术和稳态光载流子辐射成像技术，通过仿真计算和实验测量证实了上述技术的有效性。多光斑光载流子辐射技术可以完全消除测量系统仪器频率响应对测量结果的影响，提高载流子输运参数的测量精度，以电阻率为0.1-0.2Ω?cm的P型单晶硅为例，提出的多光斑光载流子辐射技术将载流子寿命、扩散系数和表面复合速率的测量不确定度从传统的± 15.9%、± 29.1%和& gt ± 50%降低到± 10.7%, ± 8.6%和± 35.4%。另外，稳态光载流子辐射成像技术由于简化了理论模型和测量装置，测量速率大大提高，具有较大的工业化应用潜力。 /p p style=" line-height: 1.75em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/5c7ed4bf-665b-4d58-a7c4-268d1148946a.jpg" title=" W020160405584462855531.png" / /p p style=" line-height: 1.75em text-align: center " 实验测量结果比较 /p p br/ /p

半导体材料作为半导体产业链中的重要支撑，包括以硅、锗等为代表的元素半导体材料和以砷化镓、磷化铟、碳化硅和氮化镓为代表的化合物半导体材料，广泛应用于通讯、计算机、消费电子、汽车电子以及工业应用等众多产业。 半导体材料的发展和进步离不开先进的材料表征技术支撑。HORIBA作为检测及分析技术的领先供应商，可为半导体产业提供多种分析及检测技术。在材料表征技术方面，可为半导体材料研发及QC提供多种分析技术，包括薄膜厚度测量、晶型、应力、器件结温、缺陷、杂质、元素含量以及CMP研磨液粒径表征等；在制程监控环节， HORIBA可提供质量流量控制、化学药液浓度监测、终点检测及光掩模颗粒检测等技术。本次仪器信息网特采访了HORIBA Scientific 科学仪器事业部大客户经理熊洪武先生，请他分享了HORIBA在半导体材料检测方面的技术与解决方案。HORIBA Scientific 科学仪器事业部大客户经理 熊洪武熊洪武先生现任HORIBA Scientific 工业销售经理。进入分析仪器行业10年，负责HORIBA光栅光谱仪技术咨询和系统应用支持多年，对光谱测量系统选择有丰富的经验，具有光致发光光谱、拉曼光谱和荧光光谱等相关技术的应用经验。现主要负责HORIBA科学仪器在半导体等工业领域的应用推广工作。1、 请问贵司面向半导体行业用户推出了哪些仪器产品及相关检测方案？HORIBA针对半导体用户推测了多种检测方案，涉及到半导体的外延薄膜厚度及缺陷，衬底材料晶型，表面残余应力，器件结温，元素含量，多量子阱元素深度剖析以及CMP抛光液粒径分布检测等技术。仪器技术名称在半导体材料中的应用HORIBA仪器特点HORIBA推荐型号椭圆偏振光谱仪薄膜厚度、折射率、消光系数测量SiO2, SiNx等薄膜厚度测量，光刻胶等材料折射率消光系数PEM相调制技术的高稳定性高灵敏度可测量透明基底上的超薄膜UVSEL Plus拉曼光谱仪晶型、应力、温度、载流子浓度以及异物等分析；硅薄膜晶化率、SiC晶型、功率器件结温等，二维材料层数、晶格取向、缺陷以及掺杂等表征高光谱分辨率高空间分辨率宽光谱范围LabRAM Odyssey光致发光光谱仪带边发光/缺陷发光分析外延层质量及均匀性分析可选时间分辨光致发光（TRPL）研究载流子弛豫及扩散模块化结构设计可按需配置高光谱分辨率宽光谱范围SMS低温光致发光光谱仪测量硅单晶中硼、磷、铝、砷的元素含量超高光谱分辨率超低检测下限可提供定量标准曲线PL-D阴极荧光光谱仪缺陷检测，光强成像评价缺陷密度如线位错掺杂、杂质、包含物分析高效光学收集镜模块化光谱仪宽光谱范围探测H-CLUEF-CLUE辉光放电光谱仪元素含量随深度变化剖析LED多量子阱元素含量随深度剖析分析速度快操作简单无需制样GD Profiler 2碳硫分析仪 / 氧氮氢分析仪重掺硅中氧含量测量靶材中碳硫、氧氮氢元素含量测量清扫效率高高检测精度EMIA seriesEMGA series显微X射线荧光异物杂质分析、金属涂层厚度或凸点元素分析，封装布线中的离子迁移、缺陷、短路分析等高空间分辨率半真空模式XGT-9000激光粒度仪 / 纳米粒度仪CMP抛光液粒径分布及Zeta电位测量硅片切削液粒径分布测量全自动检测效率高可提供在线测量方案LA-960V2SZ-100V2离心式纳米粒度分析仪CMP抛光液高分辨率粒度分布测量可捕捉少量的杂质或团聚体高分辨率测量粒径分布制冷功能保持样品恒温CN-3002、 这些仪器主要解决半导体行业中的哪些问题？（相关检测项目在半导体行业中的重要意义）以椭圆偏振光谱仪为例，可以准确测量12寸硅晶圆上SiO2超薄膜的厚度，还为研发ArF光刻胶提供折射率消光系数的测量等，为国产替代材料的研发提供准确的标准工具；而拉曼光谱仪则可为功率半导体研究提供如衬底晶型鉴别，应力大小及分布测量以及功率器件结温测试等，在二维材料方面，由于其独特的特性，有望突破硅基器件面临的“瓶颈”而受到重视，拉曼光谱在二维材料层数、晶格取向、缺陷以及掺杂等表征方面发挥着重要作用；在光致发光（PL）方案中，除了提供常用的常温PL测量材料缺陷及均匀性外，还可以提供低温PL检测硅单晶中低至ppta级的P，B，Al，As元素的浓度，可为电子级多晶硅生产厂商的超低杂质含量检测提供有力手段；在元素表征方面，HORIBA拥有碳硫、氧氮氢分析仪，可为靶材元素分析、硅片中氧含量测量提供高灵敏的检测手段，辉光放电光谱仪（GD-OES）可为多量子阱结构元素深度剖析提供快速测量手段，而显微X射线荧光分析仪，可以为半导体封装过程中的狭窄图案涂层测厚或凸点元素成分分析，以及集成电路封装布线中的离子迁移、缺陷、短路分析等提供高空间分辨率的元素分布检测，同时在半导体生产过程中的异物分析过程中也发挥着不可或缺的作用。3、 贵司的仪器产品和解决方案具有什么优势？（原理、技术、成本、精度等方面的优势）以光谱仪类测量仪器为例，HORIBA是多种焦长光谱仪的供应商，可以覆盖从低到高光谱分辨率的应用需求，比如拉曼光谱仪和光致发光光谱仪拥有多种型号，满足各种光谱分辨率需求的应用。以拉曼光谱测量半导体材料应力和器件结温为例，光谱的峰位变化往往非常小，那么光谱分辨率越高，对峰位的定位就越准确，有助于区分微小的拉曼峰位位移；对低温PL测量硼、磷、铝、砷元素含量，光谱分辨率越高，对相邻的峰就越容易分开，尤其是在测量铝和砷元素浓度时，对光谱分辨率要求非常高，需要采用长焦距光谱仪以达到超高光谱分辨率的要求。4、当前，国内半导体用户是否对某类仪器提出了更高的技术要求（可举例说明）？贵司对此是否有相关应对之策？随着集成电路技术的进步和先进制程节点的推进，CMP工艺在集成电路中使用的使用也越来越多，对CMP材料种类和用来也在增加，并且对CMP抛光液材料也提出了更高的要求，例如对一些金属氧化物的纳米颗粒研磨液中的颗粒粒径分布，采用传统的粒度仪难以进行高精度的测量，而HORIBA推出的离心式纳米颗粒度分析仪CN-300是按粒径大小离心分类后进行测量的，可以一次测量就能得到宽范围的高精度结果，并且由于其高分辨率可以捕获到少量的杂质颗粒，这对应更高要求的CMP研磨液的研发来说极为重要。5、贵司当下比较关注的细分材料领域有哪些，是否会推出相关的仪器产品或解决方案？可以为用户解决什么科研难题？ HORIBA科学仪器部门当前比较关注的半导体细分材料领域主要在两个方面：一个是在工业应用中的大硅片、光刻胶以及化合物半导体材料等领域；另外一个是在科研领域，主要包括二维材料等先进材料；我们已经陆续与一批客户进行合作并推出相应的解决方案，可以为用户提供薄膜厚度、分子结构、元素以及材料粒径分布等方面的分析表征解决方案。此外，我们在HORIBA的上海研发中心成立了科学仪器应用方案开发中心，计划针对半导体产业中可能应用到的相关技术与用户进行合作并进行相应的方法开发，为用户提供相应的解决方案。【行业征稿】若您有半导体行业相关研究、技术、应用、管理经验等愿意以约稿形式共享，欢迎自荐或引荐投稿联系人：康编辑word图文投稿邮箱：kangpc@instrument.com.cn微信/电话：15733280108

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

每个人都想拥有“充电五分钟，通话两小时”的理想手机。而这个简单的“理想”却代表着对电子产品中半导体材料和器件性能的极致追求。手机里芯片快速数据运算过程和电池能量存储过程都发生在只有头发丝直径万分之一的纳米尺度下，而这些过程会影响到产品的工作稳定性和服役寿命。　　研制高效绿色能源器件和低功耗信息功能器件，亟待从纳米尺度深入研究和理解材料结构与器件性能之间的构效关系，阐明纳尺度多场耦合条件下材料的性能退化与损伤机理、器件的功能退化与失效机理。　　近年来，围绕这一前沿基础科学问题，北京科技大学材料科学与工程学院教授、中国科学院院士张跃团队在国家重大科研仪器研制项目(自由申请)的支持下，开展了“纳尺度多场耦合效应的原位表征系统”研制工作。　　日前，项目顺利通过结题验收，该仪器的成功研制，将实现对半导体材料在服役过程中各项指标的原位监测。研制过程中，科学家率先实现了在超高真空、极低温、多波段光谱入射采集、纳牛级应力精确加载等条件下，材料微观原子结构、界面能带结构、器件电学性能的跨尺度原位表征，填补了纳尺度多场耦合原位表征技术的空白。张跃院士(中)、张铮教授(左)与项目组成员在工作中。(研究团队供图)　　以国家需求为牵引　　在材料科学领域，材料的服役行为研究并不陌生，包括澄清服役环境中材料的损伤机理、认识其损伤动力学过程、评价工程结构的安全性与服役寿命、发展延长寿命的技术等。　　过去几十年来，研究者已经在金属材料体系中建立起成熟的材料服役研究和表征方法，监测其服役过程中的各项指标，从而对材料的服役可靠性进行精准判断。　　但是，针对半导体材料服役行为的研究却面临较大挑战。据研究人员介绍，一方面，随着芯片集成度提升，半导体器件中材料越来越小，如今单个晶体管核心结构单元的尺寸小于10纳米 另一方面，随着可穿戴设备和便携设备的发展，半导体材料与器件的工作环境越来越复杂，冷热交替、潮湿、弯折与柔性等环境都对材料和器件有了更加严苛的要求。他们意识到，建立能在多场耦合服役条件下针对低维半导体材料的结构和性能演变规律进行原位研究的方法与技术手段，对研制下一代半导体材料与器件尤为重要。　　与此同时，国家未来发展对于下一代半导体材料与器件也有重大现实需求。在这样的背景下，研究团队决定自主研制一台新仪器，以在纳尺度多场耦合效应下进行半导体材料和器件性能调控与服役行为原位科学研究。　　2016年，在国家自然科学基金资助下，国家重大科研仪器研制项目(自由申请)“纳尺度多场耦合效应的原位表征系统”正式立项。　　研究人员向《中国科学报》介绍，研制这一新仪器的难点在于，通过多物理场耦合模拟半导体材料和器件的实际工作条件，从纳尺度原位揭示半导体材料与器件界面载流子输运行为与调控规律。同时，通过材料结构和界面的精细设计，提高半导体器件性能，设计构筑低功耗、高性能的半导体器件，研究建立纳尺度下半导体材料与器件的服役行为研究方法与评价标准。　　“研以致用”的实践精神　　项目执行的5年中，研究团队坚持设计、制造、研究、验证协同的全链条研究思想，直面建立微纳尺度结构与宏观器件性能之间的关联性这一重大挑战，陆续攻克和解决了多项关键科学和技术难题。　　据了解，科研团队始终坚持“研以致用”的工作作风，以应用为导向开展科学研究。　　“材料研究不能仅仅停留在‘测一条曲线’上，坚持往前多想一步、争取多做一步，是我们团队多年养成的研究习惯。”项目团队成员、北京科技大学材料科学与工程学院教授廖庆亮介绍说。　　正是在“多一步”思想的指引下，研究团队周密布局、仔细论证、充分验证，把每一分钱都花在刀刃上。项目启动之初，研究团队就组建了由业内顶尖专家组成的咨询组，严格把关项目进度和研制方案。　　同时，他们走访了30多家国内外生产表征仪器设备的企业和机构，寻求从科学研究到实际应用的经验。同时，充分发挥现有研究平台的作用，遵循模块化设计理念，分模块、分功能逐一验证，陆续研制了多台套功能验证装置，逐个测试了装置和功能的可行性、验证方案的合理性，最终经过多轮论证，形成了系统的研究方案。　　具体而言，根据这套设备的目标，研究团队设计了超高真空低温探针、共聚焦激光耦合、设备监控与信号测量等三个子系统。　　其中，“超高真空多功能低温探针”“多通道样品台和多功能探针联动耦合系统”“下沉式杜瓦和针阀制冷系统”“三段调节的共聚焦耦合光路”等多项国际领先的“黑科技”，把各项指标做到了极限。　　“设备的真空水平实现了10-8Pa的超高真空，温度达到4K的极低温环境，可以模拟太空中地月之间的真空和温度水平，为开展空天探测用半导体材料与器件研究提供了良好的研究平台。”项目团队成员、北京科技大学材料科学与工程学院教授张铮介绍。　　此外，该团队还格外注重设备研制的通用性。据了解，这套系统能够广泛应用于能源、电子、传感等领域的功能器件在多场耦合条件下关键结构单元的演变规律和性能调控方法的研究。　　用“工匠精神”死磕　　“要做世界领先、功能完备、性能最优先的设备，而不仅仅是完成指标要求。”项目启动之初，团队就立下了“军令状”。　　为了让先进的科研仪器能够真正用起来，研究团队除了要提出原创的科学思想外，还要直面许多工程和技术难题。为此，他们在可借鉴经验较少的情况下，以兢兢业业的“工匠精神”“死磕”这些难题。　　项目团队成员、北京科技大学材料科学与工程学院教授康卓介绍，要表征电子输运行为如何受到外加物理场耦合的影响，必须同时布局力、热、光、电等多个外加物理场的发生装置及相应的表征与测量装置。而在狭小空间中，多个装置互相干扰问题、光路与探针的空间分配问题、超高真空中装置稳定与兼容问题等是最大挑战。为此，项目组通过设计下沉式的制冷装置、多通道样品台和多功能探针系统，巧妙地解决了多路信号同时采集的问题。　　摆在项目组面前的另一个重大挑战是光路的耦合问题。在对材料进行光学表征时，需要将一束激光打到材料表面，让其发生变化，然后形成反射光。从科学原理上，要求这两束光走一条严格准直的光路，最终从激光源发出、经样品反射、到达探测器上，才能实现表征。　　“对于我们的设备而言，在被检测材料所处的环境中，一束激光需要穿过10个反射镜组成的光路调节镜组、1个直径为1.5厘米的石英玻璃窗口、3个垂直排列的直径小于1厘米的屏蔽舱顶盖，最后准确抵达直径为0.5厘米的物镜后焦面光心，整个光路距离将近1米。在这个距离实现两束激光的准直，就好像一个神枪手在打靶，光路每偏转0.1度都会导致入射和反射光出现巨大偏差。”康卓介绍说。　　为了解决这一问题，项目组前后设计了十余套解决方案，从全手动目视调节到成像辅助调节，设计了水平自由度的精确位置控制平台，建立了分步调节方法，最终完美解决了光路耦合的重大问题。　　2020年项目接近尾声，突遇新冠疫情袭来，研制进度受到了严重影响。为了赶工期，研究团队的老师和学生们加班加点。“早上一大早就来跟设备‘报到’，晚上深更半夜才回家睡个觉，基本上日夜都和设备呆在一起。”张铮和同事开玩笑，“这台设备就是我的‘孩子’。”　　在研究团队的共同努力下，该设备最终按期完成任务指标要求。在2021年5月国家自然科学基金委工程与材料科学部组织的结题验收中，专家组一致认为该项目“全面完成计划，研究工作取得突出进展”，综合评价为“优秀”。　　面向未来，研究团队表示，目前的设备仅是1.0版本，在调试和使用的过程中，设备从系统、软件、硬件等多方面将不断简化、优化，经过几年时间的调试，有望达到成果转化需求。　　他们期待，该设备能为研制低功耗晶体管、高效率光电转换器件、自驱动可穿戴人工智能传感器件等提供技术支撑。

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成。封装测试是半导体产业的重要环节。在摩尔定律发展脚步迟缓的情况下，对芯片制造商而言，光是靠先进制程所带来的效能增进，已不足以满足未来的应用需求，因此先进封装技术显得尤为重要。然而目前的封装技术在封装材料上存在一些问题亟待解决。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 在微型化的趋势下，封装尺寸越来越小，这对封装材料的散热、可靠性要求越来越高。但在超细间距应用中，焊接材料面临着工序复杂、空焊、冷接和焊接不良等问题。贺利氏为此推出了Welco AP5112焊锡膏，使用一体化印刷方案简化了封装流程，同时去除了空焊、冷接和焊接不良现象，减少了材料管理成本。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 在高功率器件封装中，不同于传统半导体硅功率器件，第三代半导体功率器件工作温度突破了200℃，这对封装材料提出了新的要求。因此，功率器件封装中需要关键焊接材料具有较低的工艺温度、较高的工作温度、很好的导电性和散热能力。针对此，贺利氏推出了通过扩散将芯片背银和框架上的银（铜）连接在一起烧结银材料。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 在存储器件封装应用中，引线键合高度依赖金线。随着国产存储芯片开始量产，急需降低引线键合成本。对此，贺利氏在去年发布了全球首款AgCoat Prime镀金银线，显著降低了净成本。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 随着半导体制造工艺越来越难以继续缩微，先进封装对继续提升芯片性能的重要性日益凸显，对半导体封装材料也将带来更多要求。 /p p 原文： /p p style=" text-align: center " strong 贺利氏：全球化分工不可逆，构建可靠的供应链至关重要 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 集微网消息，过去50年来，随着半导体工艺节点向7nm及以下节点工艺发展的速度减慢，摩尔定律减速，是否已到达效率极限已经引起全球辩论。尽管如此，5G、物联网和人工智能等新的终端市场应用正在彻底改变半导体行业，这些新兴应用对高效节能芯片的要求越来越强烈，小型化变得越来越重要，半导体业界正在积极探索解决方案，推动了对新的先进封装技术的需求。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" http://s.laoyaoba.com/jwImg/news/2020/07/01/15936066458907.png" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 贺利氏电子中国区销售总监王建龙对集微网记者表示，先进封装发展趋势走向了模块化。一方面，在微型化趋势下，系统级封装（SiP）中的元件数量不断增加，但同时封装体尺寸越来越小。受此影响，手机等消费电子产品的先进封装对于连接材料的要求越来越苛刻。在窄间距、高密度的封装要求下，呈现出模块化封装的发展趋势。另一方面，在新能源汽车、轨道交通、智能电网等应用中，呈现数十颗功能芯片集成在一个模块里封装的趋势。而无论是传统的硅功率器件，还是以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体器件，大量的大功率器件集成在一个模块中，对散热、可靠性的要求越来越高。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp “随着技术不断进步，对于元器件的要求越来越严苛。面对激烈的竞争，制造商们倍感压力，不得不努力缩短产品上市时间。贺利氏电子了解这些挑战，也知道客户需要什么样的产品和服务来满足这些严苛的要求。”王建龙表示。例如在消费电子的超细间距应用中，对焊接材料的要求越来越严苛，贺利氏为此推出了Welco AP5112焊锡膏，可以用一体化印刷方案解决SiP封装的SMD和Flip Chip两次工序需求，减少加工步骤，简化SiP封装流程。同时去除了空焊和冷接、焊接不良现象，也减少了材料管理成本。最小可以支持钢网开孔尺寸70um，线间距50um的印刷。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 在高功率器件封装中，对于传统的硅功率器件，受本身半导体结构的限制工作温度限定在175° C，第三代半导体功率器件则突破了200° C。因此一方面要延长硅基功率器件的使用周期，另一方面要适应碳化硅等第三代半导体小型化高散热的要求，这对作为功率器件封装中关键焊接材料也提出了新的要求，既要有低的工艺温度和高的工作温度，还要有很好的导电性和散热能力。贺利氏的烧结银材料主要用到了熔点961° C的银，保证了焊接材料可以工作在 200° C 以上，具有高导电性、高散热能力和热机械稳定性。从焊接工艺来说，这种烧结材料不同于锡膏，在整个焊接过程中，银始终作为固态形式存在，通过扩散将芯片背银和框架上的银（铜）连接在一起，烧结后具备很好的剪切强度、高的导电性和散热性，提高了功率器件的工作温度和可靠性。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 在半导体市场中，存储器件占据非常大的比例。在许多半导体应用中，封装中使用的金线已被银线、裸铜线和镀钯铜线所取代。然而在存储器件封装应用中，引线键合仍然高度依赖金线。随着中国国产存储芯片开始量产，降低生产成本的需求十分强烈。针对此贺利氏在去年发布了全球首款AgCoat Prime镀金银线，性能和可靠性堪比金线，可显著降低净成本。王建龙表示，AgCoat Prime产品前期在国内一些客户中进行验证，可能个别客户会有一些工艺参数的微调，也可能需要他们跟客户再进行一定的重复验证。“可以肯定的是这款产品可以大幅降低存储器件的成本，也不排除将来成为一种行业标准解决方案。”他指出，“AgCoat Prime起初是针对半导体存储器设计的，但是也可以用到RFID、LED等应用中。” /p h4 疫情、国际局势加速半导体产业升级 /h4 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 今年爆发的疫情，先后在中国和全球半导体产业中掀起不小的震荡。因为终端需求下滑，许多市场研究机构预测今年半导体的增速也会大幅下滑乃至继续为负，但是中国市场呈现出了不一样的活力。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 根据近日上海市委常委、副市长吴清公布的数据，在1-5月份各个领域受到挑战的情况下，上海集成电路逆势增长，销售收入实现38.7%的增长。对此王建龙表示，中国半导体市场在未来五年里预计都将处于明显的上升周期中。疫情虽然短时间内对产业造成了一定冲击，但长期来看，疫情催生线上经济、加速“远程办公”，以及生活方式变革，对5G、存储、新能源技术等领域都是很大的推动力，中国半导体产业也在加紧技术研发和产业升级。“在这些因素作用下，贺利氏今年1~5月份市场表现甚至优于去年同期。除了汽车电子业务受市场需求影响略有下滑，在先进封装和功率电子业务上都呈现上升态势。”他补充说，“但是随着汽车互连化以及新能源车的加快推进，以及碳化硅功率器件的普及，贺利氏也将迎来巨大的增长机会。” /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 另一方面，疫情和中美贸易冲突加剧，全球半导体产业链受到不同程度的停工、断供危机。王建龙认为，因为某一个工厂出了问题就断供，这是非常不可靠的公司行为。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp “贺利氏2016年建立的‘备份工厂’机制很好的避免了这些问题。我们的每个产品线都有备份工厂，某个工厂出现问题，其他的工厂可以马上替补生产。很多客户的产品都认证过，他们的产品可以在两个工厂之间随时切换。当然正常时期会优先选择供应周期更短、效率更高的工厂。在疫情期间我们的客户已经体会到‘备份工厂’带来的便利。”他表示，“另一方面，美国制裁华为，华为想要在国内建立更多供应链，以及多个国家想要将产业链迁出中国。从这方面看，短期内中国在全球制造业的地位是不会改变的。全球化不会因为政治影响而改变，最终还是需要用户受益，因此产业链也不可能逆市场而行。显然，市场、人才、效率、产业链，都在中国这里。全球分工、全球合作，不是某个人、某个国家可以改变的。” /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" http://s.laoyaoba.com/jwImg/news/2020/07/01/15936066061463.png" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 作为贺利氏全球最重要的市场之一，为了贴近客户需求，贺利氏在上海先后成立了上海产品创新中心和技术应用中心，分别从事与客户及合作伙伴共同进行电子材料系统的研发测试和应用认证。王建龙透露，上海创新应用中心成立近两年来，多个重要客户在这里与贺利氏一起完成了他们关键产品的封装挑战。“例如某个新能源车企在这里，通过贺利氏的材料解决方案解决了在新能源车核心的电控部分的技术难题，使电控模块性能得到了显著升级。”他解释，& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp “这是一个创新中心与客户共同研发、投入量产，以此推动产业发展的一个成功案例。相信在未来两年，国内主要的新能源车电控部分都会直接或间接与贺利氏合作。贺利氏也将继续以完善的材料产品与服务组合，来满足中国市场对于高性能电力电子产品日益增长的需求。” /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 最后，王建龙强调，半导体制造工艺越来越难以继续缩微，而先进封装对继续提升芯片性能的重要性日益凸显，进而对半导体封装材料带来了更多要求。“芯片的集成度可能会受到摩尔定律逼近极限的影响，但是人们追求先进电子设备的脚步不会因此停下。封装技术无疑是一个重要途径，这也是为什么贺利氏将先进封装业务提升到更高的战略层面的原因。”王建龙强调。 /p

8月28日上午，作为第三届院士青城行暨首府科创人才大会系列平行活动之一的半导体材料创新中心建设研讨会在中环产业园举行。活动中，中环产业园相关负责人就“半导体材料创新中心”建设的思路想法进行了全面介绍，院士专家从专业角度围绕“卡脖子”核心技术难点，进行权威分析指导。据悉，本次活动聚焦半导体材料与光伏材料双产业链高质量发展，以建设北方最大的半导体集成电路材料基地、硅材料与碳化硅材料国家先进制造业集群和半导体材料创新中心为目标，通过邀请院士专家，围绕产业发展关键领域，帮助突破核心技术问题，助推中环产业园打造成为绿色化、智慧化新型工业示范园区，助力内蒙古成为国家重要能源和战略资源基地。此次活动为推进创新中心建设，提供了发展思路和方法路径，对促进科技成果转化，推动创新链、产业链、资金链、人才链深度融合发展具有重要意义。

7月28日，娄底半导体显示新材料产业园项目开工仪式在娄底经开区举行。7月28日，娄底半导体显示新材料产业园项目开工仪式在娄底经开区举行，这是娄底产业发展和招商引资项目建设工作的又一盛事，对娄底加快推进中部地区“材料谷”建设，培育壮大战略性新兴产业，推动高质量发展具有深远意义。市委书记邹文辉宣布项目开工，市委副书记、市长曾超群主持，项目企业方代表致辞。市领导蒋天海、谢忠阳和企业负责人参加。半导体显示新材料产业是国民经济和社会发展的基础性、战略性和先导性产业，也是“材料谷”建设的重点产业。此次开工的娄底半导体显示新材料产业园总投资60亿元，占地约180亩。项目的开工建设，对于推进娄底产业结构调整升级、汇聚创新发展新动能、构建核心竞争力具有十分重要的意义。项目开工仪式后，参加活动的市领导和有关部门负责人还现场参观了半导体显示新材料产业园展厅。

p 　　半导体材料是半导体产业的基石，在集成电路芯片制造过程中，每一个步骤都需要用到相应的材料，如光刻过程需要用的光刻胶、掩膜版，硅片清洗过程需要用的各种湿化学品，化学机械平坦化过程需要用的抛光液和抛光垫等，都属于半导体材料。 /p p 　　半导体产业强大如韩国，在2019年7月日本对其限制三种半导体材料“氟聚酰亚胺”、“光刻胶”和“高纯度氟化氢”出口之后，也曾陷入恐慌状态。足以可见，半导体材料的重要性。 /p p 　　国内对半导体材料的依存度在60%以上! /p p 　　半导体材料主要包括半导体制造材料与半导体封测材料。今年4月，国际半导体产业协会公布2019年全球半导体材料市场销售额为521.2亿美元，其中，晶圆制造材料的销售额为328亿美元，半导体封装材料的销售为192亿美元。 /p p 　　SEMI报告还指出，分区域来看，中国台湾、韩国、中国大陆、日本、北美、欧洲半导体销售额分别为113.4亿美元、88.3亿美元、86.9亿美元、77.0亿美元、56.2亿美元、38.9亿美元，分别占全球半导体材料市场份额的22%、17%、17%、15%、11%、17%。中国大陆是2019年各地区中唯一实现正增长的半导体材料市场，销售规模位居第三。但是，对于中国大陆市场而言，一方面是不断增长的销售规模，另一方面也面临着巨大的国产半导体材料缺口。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 299px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/22641996-ebd3-4ead-80c1-c881ce66bd2b.jpg" title=" 半导体材料.jpeg" alt=" 半导体材料.jpeg" width=" 600" height=" 299" border=" 0" vspace=" 0" / 　　 /p p 　　目前全球半导体制造材料基本被美日等公司垄断。如全球硅片市场中，日本信越化学、日本 SUMCO、德国Siltronic、中国台湾环球晶圆、韩国SK Siltron的市场份额分别为27.58% 、24.33%、14.22%、16.28%、10.16%，共占据超过90%市场份额 光刻胶市场则主要由日本合成橡胶、东京应化、美国陶氏、住友化学、富士胶片垄断 CMP 材料主要由美国陶氏、卡伯特微电子、日本 Fujimi 垄断等。 br/ /p p 　　在美日公司占据优势的情况下，虽然目前各大主要品类的半导体材料领域均有国内企业涉足，但整体对外依存度仍在60%以上，特别地，大硅片、靶材、CMP 抛光垫、高端光刻胶等半导体材料对外依存度高达90%以上。 /p p 　　就以大硅片为例，目前国内有上海新昇等少数企业实现12 英寸大硅片量产，国产化率也仅约10% 光刻胶也仅有少数企业布局ArF、KrF光刻胶，尚无企业涉及EUV光刻胶 靶材对外依存度仍然高于90% 电子特气国产化率约25% 湿化学品国产化率约25%。 /p p 　　 strong 半导体材料国产化进程在加速 /strong /p p 　　在超高的国外依存度面前，国内对半导体材料的需求却与日俱增。 /p p 　　一方面，受益于国内晶圆厂的大量投建，以及5G商用落地后带来的需求增量，国内半导体材料的需求将加速增长。据SEMI估计，2017-2020年全球将有62座新晶圆厂投产，其中26座坐落中国大陆，占总数的42%。半导体材料属于消耗品，国内晶圆厂数量的增加，将带动半导体材料需求的增长。 /p p 　　另一方面，半导体设备国产化，也将推动半导体材料的国产化进程。此外，近期国家新提出的“新基建”项目也提供了中国半导体材料发展的好机会。 /p p 　　为了加速半导体国产化进程，国家扶持半导体产业的政策和基金密集出台，大基金二期或开启半导体材料国产化黄金期。据了解，大基金一期已投资沪硅产业、雅克科技、安集科技等半导体材料公司。国家集成电路产业投资二期股份有限公司注册资本达2041.5 亿元，投资总规模和撬动社会融资有望较一期更上一个台阶。 /p p 　　当前，虽然半导体材料国外优势明显，但国内正在细分领域突破，部分产品已实现自产自销。具体来看，可以分成已可量产材料、初步量产和有待积极开发的材料。 /p p 　　其中已可以量产主要有：靶材、封装基板、CMP抛光液材料、湿式工艺用化学品引线框等部分封装材料。这其中，部分产品技术标准可达到全球水平，本土产线已实现中大批量供货，部分材料品质需要改进才能满足先进工艺的要求。初步量产方面主要有：电子气体、硅片、化合物半导体、特殊化学品。这当中，个别产品技术标准可达到世界水平，本土产线已小批量供货，但是需要加强全面的供货。另外，刻胶、碳化硅材料、高纯石英材料部分还需积极开发，这部分材料在技术上和全球一流水平存在较大差距，目前基本未实现批量供货。 /p p 　　以下是一些公司的发展情况： /p p 　　 strong 硅片及硅材方面 /strong /p p 　　 strong 中环股份 /strong ：成立于1999年，是生产经营半导体材料和半导体集成电路与器件的高新技术企业。 /p p 　　2019年，中环股份发布了对行业颠覆性影响的12英寸超大光伏硅片“夸父”产品(210硅片)和系列标准，使从晶体、晶片到电池片、组件通量型生产环节效率大幅提升，制造成本大幅下降，单块组件效率大幅提升，为全球新能源持续降低成本创造了一个平台性的技术。目前中环五期项目已开始生产210硅片，下游客户的210电池片、组件也将快速进入量产阶段。 /p p 　　据了解，截止2019年底中环股份已经具备2-6英寸硅片产能约30万片/月，8英寸约70万片/月，12英寸2万片/月。 /p p 　　 strong 上海硅产业集团 /strong ：成立于2015年12月，专注于半导体硅材料产业及其生态系统发展。 /p p 　　2016年7月，硅产业集团通过增资上海新昇和受让原股东在上海新昇持股的方式，于2016年7月对上海新昇形成控股。上海新昇成立于2014年，承担了“02专项”的“40-28nm集成电路制造用300毫米硅片研发及产业化”项目，是国内第一家产业化的300mm硅片企业。 /p p 　　2019年3月，硅产业集团通过增资成为新傲科技第一大股东。新傲科技成立于2001年，致力于高端硅基材料研发与生产，是中国最大的SOI材料生产基地和技术领先的外延片供应商，也是世界上屈指可数的SOI材料规模化供应商之一。 /p p 　　2020年4月20日，硅产业集团成功登陆上海证券交易所科创板。 /p p 　　 strong 上海新昇 /strong ：成立于2014年6月，国内首屈一指的300mm半导体硅片供应商。 /p p 　　2016年10月，上海新昇成功拉出第一根300mm单晶硅锭，2017年打通了300mm半导体硅片全工艺流程，2018年最终实现了300mm半导体硅片的规模化生产。 /p p 　　 strong 有研半导体 /strong ：成立于1999年3月12日，由北京有色金属研究总院独家发起，公司前身是半导体材料国家工程研究中心。 /p p 　　2013年成功自主研发6英寸区熔气掺单晶，标志着在“6英寸气掺区熔单晶拉制技术”上取得突破性进展。2017年5月，有研半导体承担的国家重大科技专项“200mm硅片产品技术开发与产业化能力提升”项目通过验收。 /p p 　　2020年5月29日，有研半导体成功拉制出完整的12英寸单晶棒，晶棒总重量超过320公斤。实验的突破和进展，标志着公司在12英寸大硅片产业布局上迈出了关键的一步，为公司12英寸集成电路用大硅片产业化项目顺利实施奠定了坚实的基础。 /p p 　　 strong 浙江金瑞泓 /strong ：成立于2000年6月，是国内较早一批专业从事集成电路用硅片制造的企业之一，也是中国大陆技术领先、配套先进、规模完善、效益优良的集成电路材料制造企业，是我国具有硅单晶锭、硅研磨片、硅抛光片、硅外延片制造的较为完整产业链的集成电路生产企业。 /p p 　　2010年，牵头承担“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家02科技重大专项，并于2017年5月通过国家验收，具备了8英寸硅片大规模产业化能力，掌握了12英寸硅片核心技术。 /p p 　　 strong 安徽易芯 /strong ：成立于2016年9月，主要从事大尺寸半导体硅晶体与硅片、全自动硅晶体生长炉的研发、生产、销售以及技术服务。 /p p 　　2008年正式启动12英尺电子级单晶硅材料的研发，2015年12英尺硅片(抛光前)产品通过国家有色金属及电子材料分析测试中心的检测。 /p p 　　 strong 杭州中欣晶圆 /strong ：成立于2017年，主要从事高品质集成电路用半导体硅片的研发与生产制造。拥有8英寸生产线是目前国内规模最大，技术最成熟的生产线 12英寸生产线是我国首条拥有核心技术，真正可实现量产的半导体硅片生产线。 /p p 　　2019年7月，中欣晶圆“半导体大尺寸硅片项目”首批产品下线。这也是杭州首批实现量产的 8英寸(200mm)的半导体硅抛光片，意味着中芯晶圆在推进杭州芯片设计制造产业方面又迈进了一大步。 /p p 　　 strong 宁夏银和 /strong ：成立于2015年12月，公司将通过开展高品质半导体硅片的研发和产业化，建成国际先进水平的大尺寸半导体硅片产业化、创新研究和开发基地。 /p p 　　2019年8月23日，宁夏银和宣布12英寸半导体大硅片晶棒实现量产，32英寸半导体石英坩埚下线。 /p p 　　 strong 光刻胶方面 /strong /p p 　　 strong 晶瑞股份 /strong ：成立于2001年11月，是一家生产销售微电子业用超纯化学材料和其他精细化工产品的上市企业。品种包括氢氟酸、过氧化氢、氨水、盐酸、硫酸、硝酸、异丙醇、冰醋酸、混合酸(硅腐蚀液、铝腐 蚀液、铬腐蚀液、BOE、金蚀刻液)氢氧化钾、氢氧化钠、配套试剂等。产品广泛应用于超大规模集成电路、LED、TFT-LCD面板制造过程、太阳能硅片的蚀刻与清洗。 /p p 　　 strong 北京科华 /strong ：成立于2004年，光刻胶产品序列完整，产品应用领域涵盖集成电路(IC)、发光二极管(LED)、分立器件、先进封装、微机电系统(MEMS)等。产品类型覆盖KrF(248nm)、G/I线(含宽谱)，主要包括：KrF光刻胶DK1080、DK2000、DK3000系列 g-i line光刻胶KMP C5000、KMP C7000、KMP C8000、KMP EP3100系列和KMP EP3200A系列 Lift-off工艺使用的负胶KMP E3000系列 用于分立器件的BN、BP系列等。 /p p 　　 strong 强力新材 /strong ：成立于1997年，公司主要产品为光刻胶专用化学品，分为光刻胶用光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂等)和光刻胶树脂两大系列。公司的产品按照应用领域分类，主要有印制电路板(PCB)光刻胶专用化学品(光引发剂和树脂)、液晶显示器(CD)光刻胶光引发剂、半导体光刻胶光引发剂及其他用途光引发剂四大类。 /p p 　　 strong 上海新阳 /strong ：创立于1999年7月，其用于晶圆电镀与晶圆清洗的第二代核心技术已达到世界领先水平。紧密围绕两大核心技术，开发研制出140多种电子电镀与电子清洗系列功能性化学材料，产品广泛应用于集成电路制造、3D-IC先进封装、IC传统封测等领域，满足芯片铜制程90-28nm工艺技术要求，相关产品已成为多家集成电路制造公司28nm技术节点的基准材料(Base Line)，成为中国半导体功能性化学材料和应用技术与服务的知名品牌。 /p p 　　此外，上海新阳立项研发集成电路制造用高分辨率193nm ArF光刻胶及配套材料与应用技术，拥有完整自主可控知识产权的高端光刻胶产品与应用即将形成公司的第三大核心技术。 /p p 　　 strong 苏州瑞红 /strong ：成立于1993年，是国内知名的电子化学品公司，主要研发、生产光刻胶、配套试剂、高纯化学试剂，这是芯片制造行业中不可或缺的原材料。苏州瑞红在光刻胶领域深耕多年，率先实现了 i 线光刻胶的量产，可以实现 0.35μm 的分辨率。目前其光刻胶产品已有几家 6 寸客户使用，2018 年进入中芯国际天津工厂 8 寸线测试并获批量使用 公司未来重点发展 248nm，将着力发展相关业务。 /p p 　　 strong 靶材方面 /strong /p p 　　 strong 宁波江丰电子 /strong ：成立于2005年，是我国高纯溅射靶材龙头企业，产品包括铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等高纯溅射靶材，应用于半导体、平板显示、太阳能等领域。超高纯金属及溅射靶材是生产超大规模集成电路的关键材料之一，长期以来被日美企业垄断。目前，江丰电子的产品已应用于世界著名半导体厂商的先进制造工艺，公司已在7nm技术节点实现批量供货。 /p p 　　 strong 福建阿石创 /strong ：成立于2002年多年来致力于薄膜材料的研发、生产与销售。 阿石创薄膜材料，可以分为溅射靶材、蒸镀材料与镀膜配件三大产品线，主要应用于光学、光通信、平板显示(LCD、OLED)、触控面板、LED芯片、集成电路、LOW-E玻璃、装饰镀膜、工具镀膜、光伏太阳能等领域，产品远销国内外市场，具有丰富的行业实绩。 /p p 　　 strong 电子特气方面 /strong /p p 　　 strong 雅克科技 /strong ：成立于1997年，主要致力于电子半导体材料， 深冷复合材料以及塑料助剂材料研发和生产。 /p p 　　 strong 华特气体 /strong ：成立于1999年，公司专业从事气体及气体设备的研发和生产，气体产品覆盖普通工业气体、电子工业用气体、电光源气体、超高纯气体、标准气体、激光气体、医用气体、食品工业用气体等十几个系列共200多个品种， /p p 　　 strong 南大光电 /strong ：成立于2000年12月，是一家专业从事高纯电子材料研发、生产和销售的高新技术企业，凭借30多年来的技术积累优势，公司先后攻克了国家863计划MO源全系列产品产业化、国家“02—专项”高纯电子气体(砷烷、磷烷)研发与产业化、ALD/CVD前驱体产业化等多个困扰我国数十年的项目，填补了多项国内空白。2017年，南大光电承担了集成电路芯片制造用关键核心材料之一的193nm光刻胶材料的研发与产业化项目。 /p p 　　 strong 湿电子化学品 /strong /p p 　　 strong 巨化股份 /strong ：成立于1998年6月，主要业务为基本化工原料、食品包装材料、氟化工原料及后续产品的研发、生产与销售，拥有氯碱化工、硫酸化工、基础氟化工等氟化工必需的产业自我配套体系。并以此为基础，形成了包括基础配套原料、氟制冷剂、有机氟单体、含氟聚合物、含氟专用化学品等在内的完整的氟化工产业链，并涉足石油化工产业。 /p p 　　 strong 江化微 /strong ：成立于2001年，专业生产适用于半导体(TR、IC)、晶体硅太阳能(solar PV)、FPD平板显示(TFT-LCD、CF、TP、OLED、PDP等)以及LED、硅片、锂电池、光磁等工艺制造过程中的专用湿电子化学品——超净高纯试剂、光刻胶配套试剂的专业制造商，属国内生产规模大、品种齐全、配套完善的湿电子化学品专业服务提供商。 /p p 　　 strong 晶瑞化学 /strong ：成立于2001年，生产销售微电子业用超纯化学材料和其他精细化工产品，品种包括氢氟酸、过氧化氢、氨水、盐酸、硫酸、硝酸、异丙醇、冰醋酸、混合酸(硅腐蚀液、铝腐 蚀液、铬腐蚀液、BOE、金蚀刻液)氢氧化钾、氢氧化钠、配套试剂等。目前主要产品的纯度为，单项金属杂质含量小于0.1ppb。产品广泛应用于超大规模集成电路、LED、TFT-LCD面板制造过程、太阳能硅片的蚀刻与清洗。 /p p 　　 strong 艾森半导体 /strong ：成立于2010年3月，专业致力于为晶圆、先进封装、传统封测、FPC/HDI、OLED/TFT-LCD等领域行业客户提供所需电子化学品材料、应用工艺和现场服务的整体解决方案。 /p p 　　 strong 上海华谊 /strong ：成立于1992年8月，主要从事能源化工、绿色轮胎、先进材料、精细化工和化工服务五大核心业务。公司主要产品为甲醇、醋酸、醋酸乙酯、合成气、载重胎、乘用胎、丙烯酸及酯、丙烯酸催化剂、高吸水性树脂、工业涂料、颜料、油墨、日用化学品、化工贸易、化工物流、化工投资、信息技术。 /p p 　　 strong CMP抛光材料方面 /strong /p p 　　 strong 鼎龙科技 /strong ：创立于2000年，是一家专业从事化学新材料、打印复印耗材、集成电路芯片及材料、云图文快印营销模式的研发、生产与服务及股权投资的国家高新企业、国家创新型企业、创业板上市公司。 /p p 　　 strong 安集科技 /strong ：成立于2004年，主营业务为关键半导体材料的研发和产业化，目前产品包括不同系列的化学机械抛光液和光刻胶去除剂，主要应用于集成电路芯片制造和先进封装领域。 /p p 　　2019年，成功IPO并在上海证券交易所科创板上市。 /p p 　　总结：“中国半导体教父”、芯恩董事长张汝京指出我国芯片产业发展的几大短板。其中，材料和设备是最薄弱的环节，在整个半导体供应链上，没有材料必将造成“巧妇难为无米之炊”的窘境。由此，实现半导体材料国产化替代是半导体国产化道路上亟需且艰巨的任务。 /p p br/ /p

研究人员开发出了一种半导体量子点的“超晶格”，它的功能类似于金属。图片来源：美国《赛特科技日报》据最新一期《自然通讯》杂志报道，包括日本RIKEN新兴物质科学中心研究人员在内的团队成功创造了一种由硫化铅半导体胶体量子点组成的“超晶格”，研究人员在这种晶格中实现了类似金属的导电性，导电性比目前的量子点显示器高100万倍，且不会影响量子限制效应。这一进步可能会彻底改变量子点技术，从而在电致发光设备、激光器、热电设备和传感器中实现新的应用。半导体胶体量子点由于其特殊的光学性质而引起了人们极大的研究兴趣，这些性质是由量子限制效应引起的，能应用于太阳能电池，提高能量转换的效率；在生物成像中，它们可用作荧光探针、电子显示器；科学家甚至可以将它们捕获和操纵单个电子的能力用于量子计算。然而，让半导体量子点高效导电一直是一个重大挑战，阻碍了它们的充分利用。这主要是因为它们在组装中缺乏方向顺序。此次研究实现突破的关键是让晶格中的各个量子点直接相互连接，不需要配体，并以精确的方式定向它们的面。 研究人员测试了新材料的导电性，当使用双电层晶体管增加载流子密度时，发现在某个点上，它的导电性比目前量子点显示器的导电性高100万倍。重要的是，单个量子点的量子限制仍然保持不变，这意味着尽管它们的导电性很高，但不会失去功能。研究人员表示，对组装中的量子点进行精确的定向控制可以导致高电子迁移率和金属行为。这一突破可能为在新兴技术中使用半导体量子点开辟新的途径。

日前，天津滨海高新区企业青禾晶元（天津）半导体科技有限责任公司［以下简称青禾晶元（天津）］复合衬底产线首台设备安装完毕，这标志着该条技术水平全球领先的新型复合衬底量产线进入生产倒计时。据了解，北京青禾晶元作为国际领先的半导体材料企业，是国内唯一掌握全套半导体衬底室温复合技术的半导体公司，可有效解决良率低、成本高、产能低等问题，快速抢占国际市场竞争的战略制高点。青禾晶元（天津）是北京青禾晶元的全资子公司，产品包括钽酸锂、铌酸锂、碳化硅等复合衬底材料及加工服务。该项目的建成将成为国内唯一具备该类产品生产条件的产线，可与下游龙头企业开展全方位合作。天津滨海高新区党委书记、管委会主任夏青林表示，青禾晶元（天津）是高新区重点支持的信创企业，高新区高度关注项目建设与企业发展。近年来，高新区坚持以信创为首位度产业，构建了“芯—端—云”的完整生态链，不断涵养良好的信创产业生态。高新区将继续坚持“党建引领共同缔造”理念，以党的二十大精神为指引，更好统筹疫情防控和经济社会发展，围绕制造业重点产业链，集中优质资源合力攻关。

2023年10月18-20日，仪器信息网(www.instrument.com.cn) 与电子工业出版社将联合主办第四届“半导体材料与器件分析检测技术与应用”主题网络研讨会。iCSMD 2023会议围绕光电材料与器件、第三代半导体材料与器件、传感器与MEMS、半导体产业配套原材料等热点材料、器件的材料分析、失效分析、可靠性测试、缺陷检测和量测等热点分析检测技术，为国内广大半导体材料与器件研究、应用及检测的相关工作者提供一个突破时间地域限制的免费学习平台，让大家足不出户便能聆听到相关专家的精彩报告。本次大会分设：半导体材料分析技术新进展、可靠性测试技术新进展、半导体失效分析技术、缺陷检测和量测技术4个主题专场，诚邀业界人士报名参会。主办单位：仪器信息网，电子工业出版社参会方式：本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icsmd2023/或扫描二维码报名“半导体材料分析技术新进展”专场预告（注:最终日程以会议官网为准）时间报告题目演讲嘉宾专场1：半导体材料分析技术新进展（10月18日）专场主持暨召集人：汪正 中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员9:30等离子体质谱在半导体用高纯材料的分析研究汪正（中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员）10:00有机半导体材料的质谱分析技术王昊阳（中国科学院上海有机化学研究所 高级工程师）10:30牛津仪器显微分析技术在半导体中的应用进展马岚（牛津仪器科技（上海）有限公司 应用工程师）11:00氮化物半导体的原子尺度晶格极性研究（拟）王涛（北京大学 高级工程师）11:30集成电路材料国产化面临的性能检测需求王轶滢（上海集成电路材料研究院 性能实验室总监）午休14:00离子色谱在高纯材料分析中的应用李青（中国科学院上海硅酸盐研究所 助理研究员）14:30拉曼光谱在半导体晶圆质量检测中的应用刘争晖（中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 教授级高级工程师）15:00半导体—离子色谱检测解决方案王一臣（青岛盛瀚色谱技术有限公司 产品经理）15:30共宽禁带半导体色心的能量束直写制备及光谱表征徐宗伟（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 教授）嘉宾简介及报告摘要（按分享顺序）汪正 中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员【个人简介】汪正，博士，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博士生导师、材料谱学组分表征与应用课题组组长。研究方向为原子光谱/质谱/色谱基础和应用研究、光谱质谱新型仪器的研发和先进材料制备表征及在分析化学和环境化学的应用研究。曾先后负责科技部国家仪器研制重大专项、国家自然科学青年和面上基金、中科院仪器研制项目、中科院仪器设备功能开发技术创新项目和上海科委基金等。是国际期刊《Atomic Spectroscopy》、《Chinese Chemical Letters》和《光谱学与光谱分析》期刊编委。以第一和通讯作者在国内外同行认可的高水平期刊Anal. Chem., J. Anal. At. Spectrom.，Spectrochim. Acta Part B，Anal. Chim. Acta 等发表论文100 余篇，出版学术专著2 部，建立国家标准3 项，获授权专利17项。2010 和2018 年两次获得中国分析测试协会科学技术奖励（排名均为第一）。报告题目：等离子体质谱在半导体用高纯材料的分析研究【摘要】材料是制造业的基础，高纯材料是半导体制造业的最重要环节之一，高纯材料的纯度分析与表征是纯化工艺中的一个重要环节，对材料性质研究和工艺改进至关重要。本报告主要介绍电感耦合等离子体质谱法在高纯有机/无机半导体用材料方向的工作。王昊阳 中国科学院上海有机化学研究所 高级工程师【个人简介】2000年本科毕业于中国药科大学药学院药物分析专业；2003年获得中国药科大学与上海有机化学研究所联合培养硕士学位；2006年获得中国科学院上海有机化学研究所的博士学位；后前往德国奥尔登堡大学化学系博士后；2008年开始任中国科学院上海有机化学研究所，副研究员；2017年–至今担任中国科学院上海有机化学研究所公共技术服务中心质谱组课题组长。报告题目：有机半导体材料的质谱分析技术【摘要】根据有机半导体材料领域具体的测试需求和测试对象的不同，建立体系化的质谱分析方法与手段，结合顶空气相色谱对挥发性有机物进行分析，结合ESI以及(AP-)MALDI对小分子有机半导体材料进行表征与分析，再结合热裂解分析对有机半导体材料中的聚合物及其相关添加剂进行分析。马岚 牛津仪器科技（上海）有限公司 应用工程师【个人简介】2012年获得上海交通大学材料科学与工程学院博士学位，博士研究镁合金的时效强化机制及变形机制，主要利用TEM、SEM、 EBSD等手段进行表征。2012-2015年间在日本物质材料研究所进行博后工作，期间研究的课题为高强韧镁合金的开发及磁性材料微结构表征，利用HAADF-STEM、SEM、EBSD及3DAP进行材料表征，熟悉掌握FIB及纳米操作手。2015年回国加入牛津仪器公司，主要负责EDS、WDS、EBSD、OP的推广及技术支持。报告题目：牛津仪器显微分析技术在半导体中的应用进展【摘要】能谱（EDS）是半导体失效分析中常用的检测手段，但它只能揭示元素的异常，如果要对晶圆进行其他物性（如粗糙度、掺杂浓度、电势电位和内应力等）的分析，则需借助电子背散射衍射（EBSD）、原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱（Raman）进行多尺度、多方位的检测和分析。 本报告将从结合三代半导体的痛点，展开介绍牛津仪器材料分析手段的进展及其在三代半导体中的应用，内容包括使用EBSD检测外延片位错，利用Raman分析碳化硅晶芯片晶型和微管类型及其带来的应力变化，以及采用AFM的SCM模式检测电容，并定量载流子浓度的最新应用。王轶滢 上海集成电路材料研究院 性能实验室总监【个人简介】从事半导体与集成电路领域技术研发、战略研究与规划工作多年。现承担负责上海市及国家集成电路材料重大项目测试平台课题，推进集成电路材料测试的科学评价体系建设，加速促进国产化替代。报告题目：集成电路材料国产化面临的性能检测需求李青 中国科学院上海硅酸盐研究所 助理研究员【个人简介】博士，中国科学院上海硅酸盐研究所助理研究员。主要从事高纯材料分析方法开发、光谱质谱仪器研制等工作。先后主持承担了包括国家自然科学基金、上海科委项目、中国科学院仪器功能开发项目等各类研发项目5项。目前在Anal. Chem., Anal. Chim. Acta等国际期刊发表论文10余篇，获授权国内专利14项，美国专利1项。报告题目：离子色谱在高纯材料分析中的应用【摘要】 阴阳离子分析涉及生物医学、集成电路、环境、食品安全等重要研究课题。利用离子色谱技术测定离子态物质的检测方法，分析速度快、灵敏度高、选择性好，已被广泛应用。本报告将主要介绍高纯电子试剂、高纯晶体、OLED材料中痕量卤素离子的分析方法。刘争晖 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 教授级高级工程师【个人简介】正高级工程师、博士生导师、中科院青年创新促进会会员、中科院关键技术人才。中科院苏州纳米所真空互联实验站工作，研发基于扫描探针的微纳米尺度光、电、力学综合测试分析设备和相关技术；开展基于新装备和新方法的应用基础研究。 主要成果： (1) 主持和参与中科院、基金委和科技部的多项仪器和表征技术研发项目，自主研制基于扫描开尔文探针的深紫外扫描近场光电探针系统，实现深紫外时间分辨光谱与表面光电压谱的同位微区测量，从时间和空间两个维度，以皮秒的时间分辨率和纳米级的空间分辨率对半导体光电材料的表面性质进行表征，从而为微观机制的探索提供有力的武器。 (2) 发展了基于光辅助扫描开尔文探针显微镜的新型扫描扩散显微术方法，定量测量光吸收系数、扩散长度、载流子寿命以及扩散系数的空间分布和变化，揭示了缺陷、相分离等微观结构对纳米光电性质的影响。 (3) 对氮化镓与石墨烯二维材料的界面输运性质进行了系统的研究，从实验和理论上系统阐明了石墨烯浮动费米面的特性对异质结电学输运性质的影响，发展了半导体表面测量二维材料微区迁移率的方法。 (4) 制定了国家标准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》，并取得相关实验室认证资格，为产业提供了大量支撑服务。报告题目：拉曼光谱在半导体晶圆质量检测中的应用【摘要】 半导体晶圆质量检测目前普遍采用工业视觉检测方法对全晶圆质量和缺陷进行评估，但诸如组分、应力、载流子浓度等关键物理性质的分布不均匀，难以通过视觉检测方法获得，这时光谱学的手段是重要的补充方法。光穿过介质时被原子和分子散射的光发生频率变化，该现象称为拉曼散射。拉曼光谱的强度、频移、线宽、特征峰数目以及退偏度与分子的振动能态、转动能态、对称性等紧密相关，广泛地应用于半导体材料的质量监控、失效分析，可用于检测组分、应力、载流子浓度、温度、晶向和缺陷等信息。通常的共聚焦拉曼测试由于信号较弱、对聚焦稳定性要求较高，常常只局限于单点或少量采样点。而对大到8寸乃至12寸全晶圆范围的覆盖性检测，可能会极大地帮助改进工艺制程和产品质量。我们通过一些的典型的案例，例如结晶硅薄膜晶化率测试，第三代半导体晶圆的应力和载流子浓度检测，以及多层复杂器件结构的综合性质检测，展示了拉曼光谱在半导体晶圆质量检测中的应用前景。王一臣 青岛盛瀚色谱技术有限公司 产品经理【个人简介】硕士研究生，现任青岛盛瀚色谱技术有限公司产品经理。目前主要负责青岛盛瀚公司离子色谱实验室类、在线类仪器以及联机类仪器的应用方法的开发和技术支持工作，拥有仪器分析行业多年的工作经验。对离子色谱行业有深刻见解，对设备选型、市场调研、需求管理等有丰富经验。报告题目：半导体—离子色谱检测解决方案【摘要】 针对半导体行业中，离子色谱技术对于检测其中的杂质阴离子具有的得天独厚的优势，本次盛瀚就针对半导体行业离子色谱方面做出的工作进行分享。徐宗伟 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室 教授【个人简介】徐宗伟，天津大学，教授，博士/硕士生导师。中国电子显微镜学会聚焦离子束FIB专业委员会委员，中国微米纳米技术学会微纳米制造及装备分会理事。主要从事宽禁带半导体，微纳/原子尺度制造，拉曼/光致发光光谱，以及纳米功能器件设计、制备及应用。作为负责人获批十余项国家级项目，包括五项国际合作交流项目，其中一项被英国皇家学会列入“牛顿基金”项目。与德国弗朗霍夫协会、中电集团等宽禁带半导体企业和研究所开展紧密合作。研究成果受邀作主题报告/特邀报告30余次。报告题目：宽禁带半导体色心的能量束直写制备及光谱表征【摘要】碳化硅SiC、六方氮化硼hBN和金刚石等宽禁带半导体是制造量子及高功率半导体器件的优良材料。基于氦离子束、飞秒激光等超快能量束加工、变温光致发光光谱、分子动力学模拟等研究方法，研究了SiC硅空位/双空位色心、hBN和金刚石色心等加工产率，开展了飞秒激光原位退火、微结构阵列等色心荧光增强方法研究，基于共聚焦光致发光光谱表征了色心三维分布。会议联系会议内容康编辑：15733280108，kangpc@instrument.com.cn会议赞助周经理，19801307421，zhouhh@instrument.com.cn

据SEMI统计，2019年全球半导体材料市场销售额超过521亿美元，而中国大陆半导体材料销售额增长最快，是全球第三大市场，占比16%左右。以晶圆制造材料为例，晶圆制造材料一般包括硅片、电子特气、光掩模、光刻胶、抛光材料等。根据SEMI 2018年的数据：全球硅片产值约114万亿美元；全球电子特气产值约43亿美元；全球光掩模产值约41亿美元；全球光刻胶产值约18亿美元；全球CMP抛光材料产值约21亿美元；全球溅射靶材产值约14亿美元。自19世纪80年代以来，全球半导体产业以欧美主导设计上游环节、东亚负责制造和封测等下游环节，形成全球高度分工的体系。2018年，中美贸易战点燃了中美科技层面竞赛的战火。然而中国过去对于半导体材料及设备严重依赖于进口，国内对半导体材料的依存度在60%以上，面临着被卡脖子的风险。此外，美国对于国内半导体领先企业的打压，也给中国敲响了警钟：中国不能再像过去一样完全依赖于进口供应，而是应该着力于发展本土半导体产业，实现半导体芯片的自给自足。中国想要实现大国崛起之路，实现对于进口半导体材料的国产替代，摆脱对于进口的依赖迫在眉睫。尽管这可能需要用至少20年的时间追逐国际先进水平，然而这是中国不得不面临的必由之路。因此，国内陆续发布支持半导体领域发展的多项重大政策，从财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等多个层面支持国内半导体行业的发展。面临由于新冠疫情造成的全球供应短缺，国内半导体行业加速发展，对于半导体材料的需求进一步增大，对于国产半导体材料企业来说是一个好消息。在国际严峻形势和国内政策推动下，国内半导体行业的发展进一步加速，国产替代进程大步向前。不仅仅是半导体材料领域，目前国内半导体公司在存储、射频前端、毫米波、传感器等重要领域已经实现了一定程度的国产替代。当前，以氮化镓、碳化硅等为代表的宽禁带半导体（也称第三代半导体），相比于传统的硅材料，在高压高频方面有着性能的优势。宽禁带半导体具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等优点，其中氮化镓材料在高频应用方面占据优势，而碳化硅材料在高功率器件方面应用较广。随着5G技术和汽车行业的兴起，对于宽禁带半导体的研发进程日益加快；而伴随着成本控制逐渐成熟，第三代半导体必将在未来大展拳脚。根据Yole的预测，至2023年，碳化硅功率器件将以31%的年复合增长率增长，市场规模超过15亿美元；氮化镓在低压功率市场占比约68%，未来的市场规模将超过100亿美元。宽禁带半导体作为半导体领域的新兴赛道，国内研发起步较早，相比于传统半导体技术，和国际先进水平的差距较小，完全有可能在较短的时间内实现跨越和赶超。为加速国内半导体材料及器件发展，促进国内半导体材料与器件领域的人员互动交流，推动我国半导体行业的高质量发展。仪器信息网将于2021年10月19-21日举办第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(i Conference on Research and Application of Semiconductor Materials and Devices, iCSMD 2021)”，本次会议邀请到清华大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学、南京大学、华中科技大学、西安电子科技大学、吉林大学、山东大学、南方科技大学、暨南大学、重庆大学、河北工业大学、海南师范大学等国内高校的知名学者，围绕宽禁带半导体/第三代半导体材料与器件、低维材料与器件、钙钛矿半导体与器件、半导体传感器及其应用等热点议题分享精彩内容，为国内广大半导体材料与器件研究、应用及检测的相关工作者提供一个突破时间地域限制的免费学习平台，让大家足不出户便能聆听到相关专家的精彩报告。报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icsmd2021/扫描二维码报名会议日程（报告题目及报告嘉宾）：会场主题——宽禁带半导体/第三代半导体材料与器件（上）（10月19日）宽禁带半导体器件的最新研究进展——于洪宇（南方科技大学 深港微电子学院 院长/教授）InGaN/GaN多量子阱基LED的光学特性及内在物理机制——冀子武（山东大学 微电子学院 教授）沃特世光刻胶成分分析和杂质鉴定方案——蔡麒（沃特世 大中华区材料科学市场部高级经理）辉光放电质谱在半导体材料检测中的应用——王亮（赛默飞世尔科技（中国）有限公司 应用工程师）会议主题——宽禁带半导体/第三代半导体材料与器件（中）（10月19日）半导体深紫外发光与红外探测器件研究——吴峰（华中科技大学 副研究员）Advanced techniques based on TEM for the characterization of power semiconductor devices——Dr. Naohiko Kawasaki（Toray Research Center, Inc. 主任研究员）氮化镓半导体电力电子器件相关进展分享与讨论——赵胜雷（西安电子科技大学 副教授）会议主题—— 宽禁带半导体/第三代半导体材料与器件（下）（10月20日）硅基氮化镓材料外延生长及杂质缺陷研究进展——杨学林（北京大学 高级工程师）分子束外延氮化物半导体材料及器件——王科（南京大学电子学院 教授/博导）电子级水在半导体行业中的应用& Milli-Q解决方案——李子超（默克化工技术（上海）有限公司 区域市场专家）半导体仿真技术在宽禁带半导体器件领域中的应用——张紫辉（河北工业大学 教授）XPS技术及其在半导体行业的应用——王文昌（岛津企业管理（中国）有限公司 应用工程师）会议主题—— 低维材料与器件（10月20日）碳化硅纳米结构及其应用——吴兴龙（南京大学 教授）二维半导体材料的可控制备——刘碧录（清华大学深圳国际研究生院 副院长/研究员）面向实际制造的二维半导体单晶晶圆——叶堉（北京大学 研究员）二维半导体材料的集成电路应用探索——包文中（复旦大学 研究员）硅纳米材料的同步辐射技术表征——唐元洪（海南师范大学物理与电子工程学院 教授/博导）可编程晶硅纳米线三维生长集成及柔性仿生器件应用——余林蔚（南京大学 教授）会议主题—— 钙钛矿半导体与器件（10月21日）高效稳定的钙钛矿太阳电池器件和模块——韩礼元（上海交通大学 教授）非铅钙钛矿材料的能隙调控——肖立新（北京大学 教授）日本电子多功能场发射透射电镜功能介绍——胡伟伟（日本电子 应用工程师）高效率全无机CsPbBr3钙钛矿太阳电池——唐群委（暨南大学 教授/博士生导师）会议主题—— 半导体传感器研究与应用（10月21日）半导体离子传感器及新型可大规模集成无参比电极半导体离子传感器——吴东平（复旦大学微电子学院 教授）氧化物半导体气体传感器——刘凤敏（吉林大学 教授）先进气体传感技术及其应用——曾文（重庆大学 研究员/博导）报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icsmd2021/扫描二维码报名

自中美贸易战以来，国家对于半导体行业的重视日渐提升。为避免关键技术被“卡脖子”，国家大力推动半导体行业的发展，先后发布了《国务院关于印发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的通知》、《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》等政策，从财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等多个层面支持国内半导体行业的自主创新。半导体材料主要包括第一代半导体材料（Si等）、第二代半导体材料（砷化镓GaAs、锑化铟InSb等）、第三代半导体材料（碳化硅SiC、氮化镓GaN、氧化锌ZnO、金刚石、氮化铝等），以及在半导体工艺环节必须用到的特种气体、靶材、光刻胶、显影液、抛光液和抛光垫、键合胶、电镀液、清洗液、刻蚀液、研磨材料、掩模版、光阻材料等。其中，大部分半导体材料依赖于对外进口，目前主要进口自美国、日本、韩国等。表1 热门半导体材料主要进口国家及地区主要半导体材料主要进口国家及地区硅片等日本、德国、韩国、美国、中国台湾砷化镓GaAs等日本碳化硅SiC等美国、欧洲特种气体美国、德国、法国、日本靶材美国、日本光刻胶中国台湾、日本、美国抛光液和抛光垫美国、日本、韩国研磨材料美国掩模版日本湿电子化学品德国、美国、日本、韩国、中国台湾光阻材料日本封装材料中国台湾半导体材料的晶体结构和缺陷杂质都将对半导体器件的性能产生较大的影响，因此半导体材料的检测对于成品质量具有至关重要的意义，以下整理了半导体检测中用到的主要科学仪器及其在半导体领域的应用。表 半导体检测仪器和用途半导体检测仪器与技术（点击下方仪器进入专场）在半导体领域的应用光学测量仪器外延层厚度测量、测定元素含量、用于高纯气体分析等电学测量仪器（四探针、三探针、扩展电阻、C-V法、霍尔测量）测量电阻率、载流子浓度、导电类型、迁移率、寿命及载流子浓度分布等X射线衍射仪缺陷及形貌观察（无损检测），检测二次缺陷的形成和消除等金相显微镜观察晶体缺陷等俄歇电子能谱表面层原子成分、含量、化学键合状态分析等二次离子质谱杂质检测等扫描电镜微区形貌观察，成分、结构分析，失效分析，缺陷检测等透射电镜半导体晶体缺陷分析等原子吸收分光光度痕量杂质检测等气相色谱气体分析高频电感耦合等离子体发射光谱微量成分分析等离子束用于分析离子注入层和外延层损伤、定位等离子探针用于薄层分析、微区分析、测量浓度分布，分析痕量杂质等电子探针成分分析等以上列举了半导体行业用到的热门半导体材料和检测仪器，日后仪器信息网也将对半导体检测解决方案进行盘点敬请期待。

仪器信息网整理2021年半导体领域材料与器件精彩报告回放，内容涉及半导体材料、器件、表征、应用等内容，供相关科研人士学习使用。报告题目：《氮化镓半导体电力电子器件相关进展分享与讨论》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115820.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：西安电子科技大学副教授 赵胜雷)报告题目：《半导体纳米材料原子尺度结构性能关系的定量透射电子显微学研究》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115535.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：华中科技大学/武汉光电国家研究中心 李露颖)报告题目：《半导体深紫外发光与红外探测器件研究》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115819.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：华中科技大学副研究员 吴峰)报告题目：《二维半导体材料的集成电路应用探索》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115811.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：复旦大学研究员 包文中)报告题目：《半导体仿真技术在宽禁带半导体器件领域中的应用》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115821.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：河北工业大学教授 张紫辉)报告题目：《分子束外延氮化物半导体材料及器件》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115823.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：南京大学教授 王科)报告题目：《氧化物半导体气体传感器》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115817.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：吉林大学教授 刘凤敏)报告题目：《半导体离子传感器及新型可大规模集成无参比电极半导体离子传感器》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115816.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：复旦大学教授 吴东平)报告题目：《先进气体传感技术及其应用》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115815.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：重庆大学研究员 曾文)报告题目：《高效率全无机CsPbBr3钙钛矿太阳电池》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115814.html视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：暨南大学教授 唐群委)报告题目：《非铅钙钛矿材料的能隙调控》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115812.html 视频选自第二届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会(报告人：北京大学教授 肖立新)报告题目：《共聚焦拉曼和PL在第三代半导体材料中的应用》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_115613.html报告人：天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室副教授 徐宗伟报告题目：《二维半导体及异质结的生长与光电性能调控》视频回放链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_114781.html视频选自“石墨烯检测技术及应用进展”主题网络会议(报告人：江南大学教授 肖少庆)

半导体器件生产中，从半导体单晶片到制成最终成品，须经历数十甚至上百道工序。为了确保产品性能合格、稳定可靠，并有高的成品率，根据各种产品的生产情况,对所有工艺步骤都要有严格的具体要求。因而,在生产过程中必须建立相应的系统和精确的监控措施，首先要从半导体工艺检测着手。针对于此，仪器信息网联合电子工业出版社将于2022年12月20-22日举办第三届“半导体材料与器件研究及应用”主题网络研讨会，围绕光电材料与器件、第三代半导体材料与器件、传感器与MEMS、半导体产业配套原材料等热点议题，为国内广大半导体材料与器件研究、应用及检测的相关工作者提供一个突破时间地域限制的免费学习平台，让大家足不出户便能聆听到相关专家的精彩报告。以下为本次大会中相关仪器技术类报告合集：报告合集报告：半导体材料的力学及热性能评估 - Thermal analysis and beyond报告人：Waters -TA部门TA仪器热分析高级技术专家 苏思伟【摘要】 报告主要围绕半导体行业材料的力学及热性能评估展开。材料的玻璃化转变、热分解温度、热膨胀系数、吸湿性、模量等参数，决定了材料的稳定性和最终使用性能，报告将介绍如何使用热分析和力学表征设备得到这些重要相关参数。报告：牛津仪器显微分析技术在先进半导体材料表征中的应用报告人：牛津仪器科技（上海）有限公司 应用科学家 王汉霄报告：如何利用牛津原子力显微镜评价化合物半导体质量报告人：牛津仪器科技（上海）有限公司 高级应用科学家 刘志文【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。报告：海洋光学微型光谱仪在半导体领域的应用报告人：海洋光学 资深技术&应用专家 卢坤俊【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。报告：布鲁克新一代能谱仪及其在半导体样品上的应用 报告人：布鲁克（北京）科技有限公司 应用工程师 陈剑锋【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。报告：聚焦离子束及飞秒激光微纳加工徐宗伟报告人：天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 副教授【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。报告：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报告人：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【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。本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网：https://insevent.instrument.com.cn/t/Mia或扫描二维码报名

7月14日，上交所官网发布公告称，上海证券交易所（上交所）和中证指数有限公司将于7月26日正式发布两条新的主题指数：上证科创板芯片设计主题指数（简称“科创芯片设计指数”）和上证科创板半导体材料设备主题指数（简称“科创半导体材料设备指数”）。这两条指数的发布将为市场提供更多科创板半导体产业投资标的。业内人士认为，此次科创芯片设计指数和科创半导体材料设备指数的推出，是上交所推动“科创板八条”措施落地的又一举措，将有助于丰富科创板指数品种，进一步提升科创板指数对新质生产力细分领域的覆盖，为投资者提供更多元化投资分析工具。具体来说，上证科创板芯片设计主题指数将选取涉及芯片设计领域的上市公司证券作为样本股，而上证科创板半导体材料设备主题指数则选取涉及半导体材料和设备领域的相关公司证券作为样本股.这些新发布的指数将有助于投资者更好地识别和投资于科创板上的半导体产业相关企业，从而推动整个行业的进一步发展。据介绍，上证科创板芯片设计主题指数选取科创板内业务涉及芯片设计领域的50家上市公司证券作为指数样本，以反映科创板芯片设计领域上市公司证券的整体表现。上证科创板半导体材料设备主题指数选取科创板内业务涉及半导体材料和半导体设备等领域的30家上市公司证券作为指数样本，以反映科创板半导体材料和设备上市公司证券的整体表现。一直以来，半导体行业作为人工智能、大数据等新一代信息技术领域重要的硬件基础，具有高科技、高效能、高质量特征，是“新质生产力”的典型代表之一。科创板作为“硬科技”企业聚集地，目前已汇聚一批突破关键核心技术、市场认可度高的半导体行业领军企业，覆盖设计、制造、材料、设备等多个关键环节。截至6月，已有102家半导体行业相关企业在科创板上市，总市值1.5万亿元，占科创板总市值的31.7%。在科创板开市五周年之际，上交所围绕芯片设计、半导体材料设备两大半导体行业关键环节，研究推出两条科创板半导体细分主题指数，有利于多维度刻画科创板半导体产业链各环节公司表现，引导资金助力新质生产力发展。

我国半导体/绝缘高分子复合材料研究取得重大突破 　　日前，中科院长春应用化学研究所杨小牛研究员课题组在半导体/绝缘体高分子复合材料研究取得重大突破，其研究结果被国际著名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)以“封面论文”的形式给予重点报道。 　　在传统观念中，绝缘体会阻碍电荷传输，因此一般来讲，在半导体/绝缘体复合材料中，绝缘相往往扮演着降低材料电学性能的角色。然而近年来研究人员发现，在特定外场条件下，复合材料二维表面处的载流子迁移率并不差。杨小牛课题组首次在体相半导体/绝缘高分子复合材料中发现并确认了绝缘基质增强的半导体电荷传输现象，随后将这一规律推广到无特定外场条件下的三维体系，并用更具普适性的物理量—电导率来论证了这一点。 　　通过控制聚噻吩/绝缘聚合物共混物制备过程中结晶和相分离的竞争关系，可抑制大尺度的两相分离，由此得到均匀的半导体/绝缘体复合材料。这种材料表现出绝缘基质增强的半导体电荷传输现象。研究人员认为，载流子以极化子形式在复合材料中进行传导。由于绝缘基质极化率较低，极化子在半导体/绝缘体界面处传输时受到周围极化环境的影响较小，有助于降低界面处的电荷传输活化能，由此提高了两相界面处的载流子迁移率。从此意义上讲，对于两相共混体系，增强的体相电荷传输性质需要满足下列3个条件：首先，鉴于电荷主要在共混两相界面传输，绝缘聚合物的介电常数必须足够低才可能降低电荷传输活化能，从而有效提高半导体相的载流子迁移率 其次，半导体/绝缘体两相相分离尺度需要足够小，才能大幅提高两相接触界面 第三，要求半导体相要有较好的连续性，有利于减小电荷传输的阻力。 　　在半导体聚合物中通过共混引入通用绝缘聚合物，不仅可以提高其电学性能，而且可降低基于塑料的柔性电子器件的成本，提高其柔韧性和环境稳定性。

联合实验室负责人宁德博士与学生交流。（深圳先进院供图）走进中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）光子信息与能源材料研究中心，一台台先进材料制造的中小试设备正高效运行。近日，深圳先进院与深圳市纳设智能装备有限公司成立了先进材料联合实验室，推进产学研深度融合。“这次合作，我们希望充分发挥科研机构的人才资源优势，依托长期积累的先进科技成果，结合企业的市场运营优势，共同推进先进材料的科研成果转化落地，进一步赋能深圳市半导体与集成电路产业集群的发展。”深圳先进院发展处处长毕亚雷表示。院企“双向奔赴”事实上，双方的合作早在2022年就初见端倪。“去年我们就已经开始了深入的交流，当时我们想要进行一系列碳化硅外延的实验研究，了解到纳设智能这家企业。刚好纳设智能的相关领导也到研究院进行考察学习，表示非常欢迎开展设备的共研工作。”联合实验室负责人、深圳先进院材料所光子信息与能源材料研究中心副研究员宁德在接受记者采访时表示，企业的开明和眼光，使得双方后续的工作一拍即合，非常顺畅。据了解，深圳先进院光子信息与能源材料研究中心成立于2008年，在中心主任杨春雷研究员的布局和带领下，持续深耕光电传感半导体材料的制造技术领域，取得了一系列成就。纳设智能则成立于2018年，从事第三代半导体、碳纳米材料等先进材料制造设备的研发及产业化，旨在成为全国先进材料制造设备引领者。一个从事先进材料的研究应用，一个从事先进材料的设备制造，双方的合作可以说是水到渠成。“和深圳先进院的科研团队深入交流后，我们发现光子信息与能源材料研究中心有完备的薄膜中试产线和测试平台，能够给纳设智能的设备提供一个很好的实验平台，有效地加速设备研发过程中的升级迭代效率，而纳设智能可以为先进院提供满足他们工艺开发与先进材料生长所需要的制造装备。”纳设智能副总经理张虹红表示，双方携手能实现优势互补、互利共赢。据悉，双方接下来将进一步融合彼此的研究方向与内容，同时在联合实验室组织架构、工作机制和运营规范等方面不断探讨、不断优化，进一步推进院企之间的研究和教学、高层次人才实践基地建设以及创新创业实践指导等方面的合作。推动技术创新联合实验室建立后将开展哪些研究？未来会有哪些成果产业化？“借助合作伙伴的专业知识，我们将会和先进院携手推动先进材料领域的技术创新，增加市场竞争力。”张虹红表示。据了解，深圳先进院在先进材料领域的技术储备多元，许多工艺都处于前沿。张虹红告诉记者，纳设智能项目团队具备各类半导体、碳纳米等先进材料的设备研发经验，双方可整合先进院前沿技术与纳设智能的研发和实践能力，充分发挥各自优势，在产学研合作的模式下，把优质的学术项目实际落地转化成商业项目，以加速泛半导体材料的研发与应用。据介绍，目前双方除了着重于工艺和设备的合作外，联合实验室还将对其他半导体先进材料进行研究，如氮化铝、氮化镓、石墨烯等先进材料生长设备及工艺。双方的合作将进一步提高研发效率，缩短研发周期，推动先进材料领域的技术创新。助力“20+8”产业发展半导体与集成电路产业是深圳“20+8”产业集群之一，此次深圳先进院与纳设智能的合作是科研力量赋能深圳“20+8”产业集群发展的一个缩影。双方的“牵手”，是新型研发机构以协同创新的特色方法助力深圳“20+8”产业集群建设的标志性体现。记者注意到，今年8月，在以“新型研发机构助力深圳产业集群发展”为主题的“科创中国”企业家论坛上，深圳先进院与8家科技企业签约，促进科技成果转化和产业化，纳设智能就是其中之一。作为新一代集群总促进机构，深圳先进院构建了一个创新引领产业增长、集群“织网”协同生态的促进模式，进一步助力“20+8”战略性新兴产业和未来产业的部署落地，促进集群产业跨界融合织网。“我们之所以选择和深圳先进院合作，是看到他们在学术研究的过程中也寻找着商业化的可能性。深圳先进院不像一般的学术单位，他们重视人才的实操作业，通过科研窗口链接产业资源，实现先进材料的产业化发展，助力材料的制造升级。”在张虹红看来，深圳先进院科研团队不仅懂科研，还懂产业。“未来，希望通过与深圳先进院开展更深度的产学研合作，实现共赢发展，进一步赋能半导体产业链的生态发展。”

目前以混合键合（Hybrid bonding）工艺为代表的异质异构集成技术正推动下一代2.5D/3D封装技术的快速发展，与此密切相关的半导体微组装设备与材料产业创新也变得愈发重要。近日，苏州艾科瑞思智能装备股份有限公司在国内率先搭建了集战略规划、国内外标准化、关键技术研发、产业链协同布局的半导体微组装设备与材料创新研发平台——艾科研究院。该创新研发平台将重点面向高性能IC的高精度混合键合、存储类堆叠芯片微组装、SiP模块微组装、车规级功率模块微组装等半导体行业关键设备进行技术攻关研发，同时制定行业技术路线图与关键技术节点、指标与测试验证方法，推动微组装设备行业的质量、工程师职业等级等标准工作，以及组建艾科研究院首届产业专家咨询顾问委员会，并邀请专业机构SEMI全球副总裁居龙先生出任研究院名誉院长。同时，艾科研究院的培训课程体系也将融入SEMI中国英才计划，作为培训方面的一个专业板块，为业界培养输送更多的优秀人才。作为首家被全球领先半导体封测厂商批量采用的国产半导体点胶装片设备供应商，艾科瑞思已打破国际厂商在该领域三十年的产品垄断，完全实现进口替代，并在今天率先构建艾科研究院这一产业研究平台，汇聚国内外知名专家学者，以国际化视野战略布局并助推国产半导体微组装设备与材料产业发展与创新，提升中国半导体装备产业技术水平，搭建可持续发展产业生态。在应对晶圆制造、芯片封装、微组装设备与材料等创新型企业所面临的当下诸多技术挑战，艾科研究院将联合国内外半导体产业组织、标准化制定机构、产业伙伴等进行协同技术攻关，重点在高性能直驱电机、超大焊头力控装置、超高精度视觉定位系统、减振隔振等技术领域进行产学研协同创新，也将大力推进艾科瑞思在半导体微组装产业的国内外竞争力与深度战略布局。在艾科研究院启动仪式上，SEMI国际半导体产业协会全球副总裁、中国区总裁居龙先生应艾科瑞思董事长王敕先生邀请，与艾科瑞思管理及研发相关负责人就中国国产半导体微组装设备与材料产业的发展与创新等议题进行了深入探讨与交流。居龙先生肯定艾科瑞思在半导体微组装设备领域所取得的产业成绩，以及对半导体装备行业发展做出的贡献。他表示，中国半导体产业发展面临着前所未有的机遇，中国半导体设备企业经过多年的发展积累，尤其是过去3-5年快速发展，在某些产品领域已有所斩获，一定会崭露头角。苏州艾科瑞思智能装备股份有限公司成立于2010年，专注于高性能半导体装片机的研发、设计、制造和销售，重点开发高速、高精准、更智能的半导体封装设备，为集成电路、微波组件、高速光模块、MEMS传感器、摄像头模组、IGBT模块领域客户提供优秀封装解决方案。艾科瑞思的核心技术优势包括领先的机器视觉和运动控制技术、丰富的半导体封装工艺制程经验（包括异质集成、晶圆级扇出型封装、IC封装、多芯片封装、摄像头模组封装、高精度点胶等）以及全面的质量管控系统。艾科瑞思致力于成为半导体封装成套解决方案供应商，为客户提供更好的产品与服务并不断创造新的价值。至今，艾科瑞思已有慧芯、智芯、精芯、悦芯、睿芯、麒芯、敏芯、慧瞳等八个系列在内的50多种机型，产品成功进入业内一流客户。公司和国内领先客户建立了战略合作伙伴关系，公司在苏州和深圳均设有销售与售后分部，为中国客户提供更快捷，更优质的服务。

近年来中国在半导体领域的发展已经取得了一定的成就，想进一步的突破，仍面临着很大的挑战，限制中国半导体发展的关键因素集中在半导体设备和先进材料等方面。在材料方面，包括光刻胶、前驱体、硅材料、电子化学品等，是技术壁垒高的半导体关键材料，亟待广大科研单位及相关企业进行攻关。对这些关键材料的研发过程中，包括材料的优化开发、作用机理探究、定性定量分析、材料性能评估以及质量控制等，都需要使用各类分析手段。珀金埃尔默（PerkinElmer）作为分析仪器领先的全球供应商，广泛和深入的服务于全球研究机构和企业，助力半导体材料的研发。 珀金埃尔默分析技术在半导体材料研发中的应用 △点击查看大图 1 光刻胶 光刻胶是半导体制造和微电子制造中的关键材料之一，其研发和生产是半导体产业链中的关键环节，对于提升半导体制造工艺的精细度和效率具有重要意义。 光刻胶中金属元素杂质的存在会对其感光性能和成品质量产生影响，如降低分辨率、增加胶层的不均匀性等。光刻胶主要成分是树脂、光引发剂，单体等，主要成分都是有机物。在使用ICP-MS分析光刻胶中的金属杂质时，遇到的主要挑战是仪器对有机试剂的耐受能力以及反应池消除质谱干扰的能力。为了避免前处理可能带来的污染，通常采用有机溶剂稀释后直接进样的方式测试。珀金埃尔默NexION系列ICP-MS采用独有的34 MHz频率，使等离子体具有更强的趋附效应，中心通道更宽，有机类样品在经过等离子体时解离更完全，仪器测试有机样品时具有更好的稳定性。 NexION ICP-MS点炬状态直接进空气不熄炬， 体现出强大的基体耐受能力 △点击查看大图 同时，在进行ICP-MS分析时，光刻胶中大量的碳、作为等离子体的氩等会带来严重的质谱干扰，如12C12C+对24Mg+的干扰、12C15N+对27Al+的干扰，40Ar12C+对52Cr+的干扰、40Ar16O+对56Fe+的干扰等，NexION系列ICP-MS具有化学分辨能力，其核心就是采用具有专利技术的配备轴向加速电压的四极杆作为反应池，配合使用反应活性强的纯氨气作为反应气，在反应模式下能够彻底消除干扰，保证测试结果的准确度，达到精确评估光刻胶质量的目的。 光刻胶中受干扰元素典型检出能力 元素 检出限（DL/ppt） 背景等效浓度（BEC/ppt）Mg 0.05 0.20 Al 0.07 0.35 Cr 0.32 0.78 Fe 0.26 0.65 轴向加速四极杆通用池技术， 确保质谱干扰的去除 △点击查看大图 曝光动力学研究对于光刻胶的研发异常关键，因为其效能直接决定了制程良品率和生产效率。利用紫外光谱能够监测光刻胶在曝光过程中发生的光化学反应，通过跟踪特定化学键或官能团的变化，研究人员可以评估光刻胶的反应动力学和光化学稳定性。高性能紫外-可见-近红外分光光度计 （辅助建立DILL透光模型） △点击查看大图 为了更加准确原位模拟光刻胶在不同紫外-可见波段下的曝光历程，可采用差示扫描量热分析仪（DSC）和紫外光源联用进行分析，两者的联用，适合用于研究光刻胶的固化动力学过程，为研发更加稳定可靠的新一代无机金属氧化物复合光刻胶提供准确热力学数据支撑。 紫外光-差示扫描量热分析仪 △点击查看大图 在光刻胶配方开发过程中，出色的分析手段将极大帮助研究人员获取反馈信息。单独的手段往往具有局限性，比如热重（TG）没有结构定性能力，因此研究人员往往只能依靠个人的主观经验推测每个分解温度区间所产生组分的化学结构归属，这对于光刻胶配方逆向开发和性能优化等领域的应用存在较大的不确定性。而单独的红外（FTIR）或者气质（GC/MS）均存在单一温度维度测试的局限性，无法有效的还原温度维度或实现原位检测的要求。而采用分析技术的联用，就可以实现设备间的“协同效应，扬长避短”，比如热重引入的温度维度可以结合红外或气质的定性能力，赋予实时分析光刻胶组分随温度的动态逸出过程，做到原位监测、还原真实的反应/分解过程，应用于光刻胶配方开发和环境颗粒物的相互作用研究。 热重/红外/气质（TGA/IR/GC/MS） 联用逸出气体测试平台 △点击查看大图 2 前驱体前驱体是半导体薄膜沉积工艺的主要原材料，在薄膜、光刻、互连、掺杂等半导体制造过程中，前驱体主要应用于气相沉积(包括物理沉积PVD、化学气相沉积CVD和原子气相沉积ALD)，以形成符合半导体制造要求的各类薄膜层。此外，前驱体也可用于半导体外延生长、刻蚀、离子注入掺杂和清洗等，是半导体制造的核心材料之一。 前驱体介绍 分类 示例 用途 硅前 驱体 TEOS（正硅酸乙酯）、DIPAS（二异丙胺硅烷）、4MS（四甲基硅烷）等 用于多晶硅/氧化硅/氮化硅薄膜沉积 金属 前驱体 TFMAT(四（二甲基胺基）钛)、TiCl4(四氯化钛)等 用于各类金属化合物薄膜沉积用ICP-MS对前驱体样品中金属杂质分析时，由于样品中的金属元素杂质含量低，稀释倍数受到限制，导致前处理后的溶液样品中总固体溶解含量（TDS）较高，对ICP-MS耐盐能力提出了很高的要求。珀金埃尔默NexION系列ICP-MS采用独特的大锥孔三锥设计（TCI）和90度四极杆离子偏转技术(QID)，配合全基体进样系统（AMS），具有更加优异的基体耐受能力，以及更加优异的长期稳定性。 （a）大锥孔三锥设计（TCI） 和90度四极杆离子偏转技术(QID) （b）NexION ICP-MS优异稳定性 （2000 ppm 硅中35元素100ppt） △点击查看大图 前驱体中高基体的硅（Si）或金属（如Ti）也会产生严重的质谱干扰，比如高硅会对磷（P）、钛（Ti）、镍（Ni）等。利用NexION 系列ICP-MS的化学分辨能力，可以很好的实现前驱体中痕量杂质分析。 （a）高硅基体中对相关元素的质谱干扰 （b）NexION ICP-MS 典型受硅基体干扰元素分析 △点击查看大图 3 硅基材料 半导体硅基材料的研发是半导体集成电路发展的核心，集成电路制造技术已进入了后摩尔时代，传统硅基材料在尺寸微缩极限下遇到的关键挑战，是造成集成电路工艺复杂性和系统设计难度显著提升的重要因素。发展新材料（如三代半导体SiC等），探索与硅基技术兼容的新材料、新结构器件集成制造技术，是未来集成电路的重要发展趋势，也是后摩尔时代集成电路发展的主要技术路线之一。 利用晶圆表面分解技术(VPD)与NexION 系列ICP-MS结合，不仅可以对晶圆表面金属杂质分析，也可以对晶圆进行剖面分析。得益于NexION系列ICP-MS出色的性能，每平方原子数检出能力可达105。 （a）硅片经VPD处理后照片 （b）硅片表面金属杂质 分析 （c）掺硼硅片剖面分析 △点击查看大图 配备 MappIR 晶圆分析系统的珀金埃尔默Spectrum 3，不仅可以快速和简易的实现硅基材料中的碳和氧的杂质分析，还可以对涂层、电介质以及外延膜进行测量。 （a）Spectrum 3 FT-IR 和 MappIR 系统 （b）不同工艺硅片 光谱差异比较 （c）硅片中碳和氧分析 △点击查看大图 4 NexION 系列ICP-MS 电子化学品标准操作方法 △点击查看大图

8月18日，2021年临港新片区第三季度建设项目集中开工仪式举行，本次集中开工24个项目，总投资496.9亿元，其中就包括上海天岳碳化硅半导体材料项目。“浦东发布”指出，上海天岳承接了母公司山东天岳的生产技术和人才资源，在临港重装备产业区新征用土地100亩，建设“碳化硅半导体材料项目” 总建筑面积9.5万平方米，总投资25亿元，在达产年，形成年产导电型碳化硅晶锭2.6万块，对应衬底产品30万片的生产能力。宽禁带半导体衬底材料在5G通信、新能源、国防军工等市场具有明确且可观的市场前景，是半导体产业重要的发展方向。资料显示，上海天岳半导体材料有限公司成立于2020年6月，注册资本6000万元，是山东天岳先进科技股份有限公司的全资子公司。山东天岳成立于2010年，注册资本3.87亿元，是一家国内领先的宽禁带半导体衬底材料生产商，主要从事碳化硅衬底的研发、生产和销售，产品可广泛应用于电力电子、微波电子、光电子等领域。目前，山东天岳正在向科创板发起冲击。据披露，山东天岳此次拟募集资金20亿元，拟全部投入“碳化硅半导体材料项目”，该项目的实施主体正是上海天岳半导体材料有限公司。项目建设期为6年，自2020年10月开始前期准备进行工厂研究、设计，计划于2022年试生产，预计2026年100%达产。目前，该项目已被上海市发改委列入《2021年上海市重大建设项目清单》。7月底，山东天岳在其披露的首轮问询中回复称，公司于2015年实现了4英寸半绝缘型碳化硅衬底的量产能力。并于2017年开始向下游行业主要的领先客户客户A小批量发货并验证，2018年1月通过其验证并开始批量下单。此后公司通过获得下游行业主要客户客户B的认证并获取其大批量订单。山东天岳还透露，6英寸半绝缘型衬底的生产计划将根据下游行业和客户的需求情况制定，预计在2023年形成量产。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 10月15日-16日，中国科学院半导体研究所、仪器信息网联合主办首届“半导体材料与器件研究与应用”网络会议(i Conference on Research and Application of Semiconductor Materials and Devices, iCSMD 2020)，22位业内知名的国内外专家学者聚焦半导体材料与器件的产业热点方向，进行为期两日的学术交流。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 会议期间，来自HORIBA Scientific的工业销售经理熊洪武做了《HORIBA Scientific多种分析技术在半导体材料表征中的应用》的报告。 /p p style=" text-align: center " script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=6AB4F86C1108F04C9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据介绍，HORIBA集团有五大事业部，包括汽车测试系统、过程＆环境、医疗、半导体和科学仪器事业部。其中，半导体事业部主要提供质量流量控制（气体/液体流量控制技术）、药液浓度监控（监测不同药液浓度）和异物颗粒探测（光掩模颗粒检测与去除）；科学仪器事业部则提供各种分析仪器，主要包括分子光谱、表面分析、粒度表征、元素分析和光学光谱仪器。本次报告，熊洪武分享了HORIBA技术在半导体材料中的应用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 熊洪武表示，HORIBA分析技术可广泛应用于半导体材料相关检测项目中。晶圆制程中，拉曼光谱仪可检测半导体材料的应力、晶型、成分、载流子浓度、温度和SiC单晶衬底晶型等；光致发光光谱仪可用于B、P、Al、As等杂质含量测试和GaAs、InP、GaN、SiC等材料PL；阴极射线发光光谱仪可用于GaN、SiC晶圆等材料的缺陷、杂质、包裹体等分析；氧分析仪可测试重掺硅单晶中氧含量。沉积制程中，椭圆偏振仪可用于膜厚、膜质量和膜均匀性的检测；辉光放电光谱仪可检测膜层/镀层元素在深度上的分布变化ICP-OES可测量Mo源中杂质元素含量。抛光制程中，激光粒度仪可用于CMP研磨液粒径测量。封装制程中，显微X射线荧光可用于集成电路封装布线中的离子迁移、缺陷、短路分析等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 报告中，熊洪武还详细介绍了一些半导体材料表征的应用实例。除以上科学仪器外，HORIBA还可为半导体设备制造商提供多种类型光栅、光谱仪。 /p

前言芯片封装的主要目的是为了保护芯片，使芯片免受苛刻环境和机械的影响，并让芯片电极和外界电路实现连通，如此才能实现其预先设计的功能。常用的一种封装技术是包封或密封，通常采用低温的聚合物来实现。例如，导电环氧银胶用于芯片和基板的粘接，环氧塑封料用于芯片的模塑封，以及底部填充胶用于倒装焊芯片与基板间的填充等。主要的封装材料、工艺方法及特性如图1所示。包封必须满足一定的机械、热以及化学特性要求，不然直接影响封装效果以及整个器件的可靠性。流动和粘附性是任何包封材料都必须优化实现的两个主要物理特性。在特定温度范围内的热膨胀系数（CTE）、超出可靠性测试范围（-65℃至150℃）的玻璃化转变温度（Tg）对封装的牢固性至关重要。对于包封，以下要求都是必须的：包封材料的CTE和焊料的CTE比较接近以确保两者之间的低应力；在可靠性测试中，玻璃转化温度（Tg）能保证尺寸的稳定性；在热循环中，弹性模量不会导致大的应力；断裂伸长率大于1%；封装材料必须有低的吸湿性。但是，这些特性在某种类型的环氧树脂里并不同时具备。因此，包封用的环氧树脂是多种环氧的混合物。表1列出了倒装焊底部填充胶的一些重要的特性。随着对半导体器件的性能要求越来越高，对封装材料的要求同步提高，尤其是在湿气的环境下，性能评估和热失效分析更是至关重要，而这些都可以通过热分析技术给予准确测量，并可进一步用于工艺的CAE模拟仿真，帮助准确评估封装质量的优劣与否。表1 倒装焊中底部填充胶的性能要求[1]图1. 主要封装材料、工艺方法及特性[2]热性能检测梅特勒托利多全套热分析技术为半导体封装材料的性能评估和热失效分析提供全面、创新的解决方案。差示扫描量热仪DSC可以精准评估封装材料的Tg、固化度、熔点和Cp，并且结合行业内具有优势的动力学模块（非模型动力学MFK）可以高精准评估环氧胶的固化反应速率，从而为Moldex 3D模拟环氧塑封料、底部填充胶的流动特性提供可靠的数据。如图2所示，在非模型动力学的应用下，环氧胶在180℃下所预测的固化速率与实际测试曲线所表现出的固化行为具有非常高的一致性。热重TGA或同步热分析仪TGA/DSC可以准确测量封装材料的热分解温度，如失重1%时的温度，以及应用热分解动力学可以评估焊料在一定温度下的焊接时间。热机械分析仪TMA可以精准测量封装材料的热膨胀、固化时的热收缩、以及CTE和Tg，动态机械分析仪DMA提供封装材料准确的弹性模量、剪切模量、泊松比、断裂伸长率等力学数据，进一步可为Moldex 3D模拟芯片封装材料的翘曲和收缩提供可靠数据来源。图2. DSC结合非模型动力学评估环氧胶的固化反应速率检测难点1、 凝胶时间凝胶时间是Moldex 3D模拟环氧塑封料、底部填充胶流动特性的非常重要的数据来源之一。目前，行业内有多种测试凝胶时间的方法和设备。比如利用拉丝原理的凝胶时间测试仪，另有国家标准GB 12007.7-89环氧树脂凝胶时间测定方法[3]，即利用标准柱塞在环氧树脂固化体系中往复运动受阻达到一个值而指示凝胶时间。但是，其对柱塞的形状和浮力要求较高，测试样品量也很大，仅适用于在试验温度下凝胶时间不小于5 min的环氧树脂固化体系，并且不适用于低于室温的树脂、高粘度树脂和有填料的体系。由此可见，现有测试方法都存在测试误差、硬件缺陷和测试范围有限等问题。梅特勒托利多创新性TMA/SDTA2+的DLTMA（动态载荷TMA）模式结合独家的负力技术可以准确测定凝胶时间。在常规TMA测试中，探针上施加的是恒定力，而在DLTMA模式中，探针上施加的是周期性力。如图3右上角插图所示，探针上施加的力随时间的变化关系，力在0.05N与-0.05N之间周期性变化，这里尤为关键的一点是，测试凝胶时间必须要使用负力，即不仅需要探针往下压，还需要探针能够自动向上抬起。图3所示案例为测试导电环氧银胶的凝胶时间，样品置于40μl铝坩埚内并事先固定在TMA石英支架平台上，采用直径为1.1 mm的平探针在恒定160℃条件下施加正负力交替变换测试。在未发生凝胶固化之前，探针不会被样品粘住，负力技术可使探针自由下压和抬起，测试的位移曲线表现出较大的位移变化。当发生交联固化，所施加的负力不足以将探针从样品中抬起，位移振幅突然减小为0，曲线成为一条直线。通过分析位移突变过程中的外推起始点即可得到凝胶时间。此外，固化后的环氧银胶片，可通过常规的TMA测试获得Tg以及玻璃化转变前后的CTE，如图3下方曲线所示。图3. 上图：TMA/SDTA2+的DLTMA模式结合负力技术准确测定凝胶时间. 下图：固化导电环氧银胶片的CTE和Tg测试.2、 弯曲弹性模量在热循环过程中，弹性模量不会导致过大的应力。封装材料在不同温度下的弹性模量可通过DMA直接测得。日本工业标准JIS C6481 5.17.2里要求使用弯曲模式对厚度小于0.5mm、跨距小于4mm、宽度为10mm的封装基板进行弯曲弹性模量测试。从DMA测试技巧角度来讲，如此小尺寸的样品应首选拉伸模式测试。弯曲模式在DMA中一共有三种，即三点弯曲、单悬臂和双悬臂，从样品的刚度及夹具的刚度和尺寸考虑，三点弯曲和双悬臂并不适合此类样品的测试。因此，单悬臂成为唯一的可能性，但考虑到单悬臂夹具尺寸和跨距小于4mm的要求，市面上大部分DMA难以满足此类测试。梅特勒托利多创新性DMA1另标配了单悬臂扩展夹具，可方便夹持小尺寸样品并能实现最小跨距为1mm的测试。图4为对厚度为40μm的基板分别进行x轴和y轴方向上的单悬臂测试，在跨距3.5mm、20Hz的频率下以10K/min的升温速率从25℃加热至350℃。从tan delta的出峰情况可以判断基板的Tg在241℃左右，以及在室温下的弯曲弹性模量高达12-13GPa。图4. DMA1单悬臂扩展夹具测试封装基板的弯曲弹性模量.3、 湿气对封装材料的影响湿气腐蚀是IC封装失效的主要原因，其降低了器件的性能和可靠性。保存在干燥环境下的封装环氧胶，完全固化后在高温和高湿气环境下也会吸湿发生水解，降低封装体的机械性能，无法有效保护内部的芯片。此外，焊球和底部填充环氧胶之间的粘附强度在湿气环境中放置一段时间后也会遭受破坏。水汽的吸收导致环氧胶的膨胀，并引起湿应力，这是引线连接失效的主要因素。通过湿热试验可以对封装材料的抗湿热老化性能进行系统的评估，进而对其进行改善，提升整体性能。通常是采用湿热老化箱进行处理，然后实施各项性能的评估。因此，亟需提供一种能够提高封装材料湿热老化测试效率的方法。梅特勒托利多TMA/SDTA2+和湿度发生器的联用方案，以及DMA1和湿度发生器的联用方案可以实现双85（85℃、85%RH）和60℃、90%RH的技术参数，这也是行业内此类湿度联用很难达到的技术指标。因此，可以原位在线环测封装材料在湿热条件下的尺寸稳定性和力学性能。图5. TMA/SDTA2+-湿度联用方案测试高填充环氧的尺寸变化.图5显示了TMA-湿度联用方案在不同湿热程序下高填充环氧的尺寸变化。湿热程序分别为20℃、60%RH、约350min，23℃、50%RH、约350min，30℃、30%RH、约350min，40℃、20%RH、约350min，60℃、10%RH、约350min，80℃、5%RH、约350min。可以看出，在60%的高湿环境下高填充环氧在350min内膨胀约0.016%，后续再降低湿度并升高温度，样品主要在温度的作用下发生较大的热膨胀。图6为DMA-湿度联用方案在双85的条件下评估PCB的机械性能的稳定性，测试时间为7天。可以看出，PCB在高湿热的环境下弹性模量有近似6%的变化，这与PCB的树脂材料发生吸湿后膨胀并引起湿应力是密不可分的，并且存在导致器件失效的风险。图6. DMA1-湿度联用方案测试PCB的弹性模量.4、 化学品质量对于封装结果的影响封装过程中会使用到各类的湿电子化学品，尤其是晶圆级封装等先进封装的工艺流程，对于清洗液、蚀刻液等材料的质量管控可以类比晶圆制造过程中的要求，同时针对不同工艺段的化学品浓度等配比都有所不同，因此如何控制使用的电子化学品质量对于封装工艺的效能有着重要的意义。下表展示了部分涉及到的化学品浓度检测的滴定检测方案，常规的酸碱滴定、氧化还原滴定可以基本满足对于单一品类化学品浓度的检测需求。指标电极滴定剂样品量85%H3PO4酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.5~1g96%H2SO4酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.5~1g70%HNO3酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.5~1g36%HCl酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.5~1g49%HF特殊耐HF酸碱电极1mol/L NaOH0.3~0.4gDHF（100：1）特殊耐HF酸碱电极1mol/L NaOH20-30g29%氨水酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.9~1.2gECP（acidity）酸碱玻璃电极1mol/L NaOH≈8g29%NH4OH酸碱玻璃电极1mol/L HCl0.5~1gCTS-100清洗液酸碱玻璃电极1mol/L NaOH≈1g表1. 部分化学品检测方法列表另一方面，对于刻蚀液等品类，常常会用到混酸等多种物质混配而成的化学品，以起到综合的反应效果，如何对于此类复杂的体系浓度进行检测，成为实际生产过程中比较大的挑战。梅特勒托利多自动电位滴定仪，针对不同的混合液制订不同的检测方案，如铝刻蚀液的硝酸/磷酸/醋酸混合液，在乙醇和丙二醇混合溶剂的作用下，采用非水酸碱电极针对不同酸液pKa的不同进行检测，得到以下图谱，一次滴定即可测定三种组分的含量。图7. 一种铝刻蚀液滴定曲线结论梅特勒托利多一直致力于帮助用户提高研发效率和质量控制，我们为半导体封装整个产业链提供完整专业的产品、应用解决方案和可靠服务。梅特勒托利多在半导体封装行业积累了大量经验和数据，希望我们的解决方案给半导体封装材料性能评估的工作者带来帮助。参考文献[1] Rao R. Tummala. 微系统封装基础. 15. 密封与包封基础 page 544-545.[2] Rao R. Tummala. 微系统封装基础. 18. 封装材料与工艺基础 page 641.[3] GB12007.7-89：环氧树脂凝胶时间测定方法.（梅特勒-托利多 供稿）

记者6月20日从云南大学材料与能源学院获悉，该学院杨鹏、万艳芬团队经过持续研发，解决了类石墨烯材料大面积均匀少层硫化铂的合成及其结构和物理性能的一系列问题，为更丰富的应用场景器件开发提供支持，同时给行将终结的摩尔定律注入新的希望，提供极具潜力的半导体材料。“微电子技术历经半个多世纪发展，给人类带来了极大的便利。作为信息产业基础的半导体材料是微电子、光电子及太阳能等工业的基石，对我国的工业、信息及国防事业发展具有重要意义。”云南大学副教授杨鹏介绍，石墨烯作为典型的二维纳米材料，具备化学、光、电、机械等一系列优良的特性而得到广泛应用，但石墨烯存在零带隙、光吸收率低等缺点，限制其更广泛地应用。与此同时，类石墨烯材料应运而生。作为类石墨烯材料的典型代表，过渡金属硫族化合物不仅具备类似石墨烯的范德华力结合的层状结构，还拥有优异的光、电、磁等性能，可更好地弥补石墨烯的缺点，大大拓宽了半导体材料的实际应用范围。基于贵金属的硫化铂作为过渡金属硫族化合物家族的重要成员，具有较宽且可调带隙、“光—物质”相互作用强和稳定性好等特点，是半导体器件的潜在候选者，给现代电子技术领域带来了新的发展机遇。然而当今二维材料共同面对的比如材料面积不大、不易转移等问题对半导体产业的发展形成了一定的影响。针对这些难题，云南大学材料与能源学院、云南省微纳材料与技术重点实验室杨鹏、万艳芬团队通过物理气相沉积和化学气相沉积相结合的方式，在合适的温度、压强等条件下，实现制备平方厘米级大面积少层、均匀的硫化铂材料，并表征了相关物理特性。这一研究成果为大面积电子器件的发展提供了新的思路与技术基础，并为未来拓展过渡金属硫族化合物的应用范围提供了重要参考。相关研究成果发表在国际著名材料学术刊物《现代材料物理学》上。

半个多世纪以来，具有异质结结构的半导体器件已经给人们的生活带来了革命性的变化。发展纳米材料的合成技术，制备具有纳米尺寸的“半导体－半导体异质结构”材料不仅是合成化学所面临的挑战，同时也是发展新型功能纳米材料的一个重要途径。 在国家自然科学基金委、科技部以及中科院的资助下，化学所胶体、界面与化学热力学院重点实验室高明远课题组在具有特殊结构和形貌的纳米材料的合成发面开展了系列研究工作，曾先后报道了具有核壳结构的CdTe纳米线（Langmuir, 2005, 21, 4205-4210），超长CdTe纳米管（Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 6462–6466，VIP论文）及具有异质结构的SiO2/Fe3O4磁性微球（Advanced Materials, in press）的制备与性质研究。 最近，该课题组在系统研究工作基础上，与国家纳米中心的唐智勇教授及北京交通大学光电子技术研究所联合报道了纳米尺寸的Cu2S-In2S3异质结构材料的制备与形貌控制机理研究（J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 13152-13161）。他们证明了导体硫化铜纳米颗粒可以催化硫化铟纳米晶体的生长，形成具有“半导体－半导体异质结构”的纳米材料，而类似的催化作用之前只在金属类纳米颗粒中被观察发现。他们的研究还表明在硫化铟纳米材料的形成过程中，由铜、铟前体化合物与反应介质十二硫醇的相互作用所导致的凝胶化现象可直接影响纳米材料的晶体生长动力学。据此，通过对凝胶化过程的控制，他们成功地实现了具有异质结构的火柴形及泪滴形的Cu2S-In2S3纳米材料以及铅笔形In2S3纳米材料的制备。 实际上，纳米材料的液相合成一般都离不开表面配体的参与，而表面配体分子发挥作用的前提是可以与纳米材料中的金属离子形成足够强的配位作用，以硫醇类的表面配体为例，大量的实验工作都证明它们可以同金属离子形成复杂的络合物（Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 6462–6466 Chem. Mater., 2004, 16, 3853- 3859），而在有机介质中，这种络合作用往往可以导致体系的凝胶化。因此，利用表面配体与金属离子的配位作用所导致的凝胶化对纳米材料的生长，及得到的纳米材料的结构与形貌进行控制具有重要的普适意义，而且必将成为纳米材料合成研究中一个值得关注的重要发展方向。

多年来，日本 90% 以上的氢氟酸材料（用于半导体蚀刻工艺）从中国进口。现在，当地的空调巨头大金（Daikin）工业希望通过以墨西哥原材料为后盾的内部芯片制造能力来改变这种状况。日经的一份报告表明，大金已经开发出一种使用墨西哥原材料生产关键芯片制造化学品的方法，这是减少对中国依赖的机会。基本上，大金开发了一种提纯工艺，为从比中国萤石纯度低的墨西哥萤石矿物生产氢氟酸铺平了道路。报告称：“预计这一突破将使酸的供应链多样化。” 就上下文而言，氢氟酸用于半导体的蚀刻过程，该化合物也是氢氯氟烃 (HCFC) 制冷剂的主要成分。全球每年生产萤石约700万吨，中国占总产量的60%。全球储量估计为3.1亿吨。据报道，墨西哥拥有比中国更大的萤石储量，然而，日经新闻称墨西哥的储量中含有砷。“大金的技术通过固化砷并丢弃它来克服障碍，”它补充道。不利的一面是，与使用中国萤石相比，额外的步骤预计会使生产氢氟酸的成本增加一倍。大金显然将在采用新方法时探索削减成本的措施。目前，大金在中国经营萤石加工设施，生产氢氟酸，出售给芯片制造商。该公司计划在日本建设一家氟化物工厂，生产从墨西哥进口的萤石。“正在对潜在地点进行调查，预计投资总额将达到数百亿日元（100亿日元等于8680万美元）。该公司希望与一家半导体公司合作开展该项目。回想一下，鉴于氢氟酸对半导体行业的重要性，早在 2019 年 7 月，日本政府就宣布将禁止向韩国出口包括 HF 在内的此类半导体关键化合物。总体而言，在芯片短缺方面，日本与美国和中国一样，正准备加强其半导体产业。该国实际上的目标是到 2030 年将其国内芯片收入增加两倍，最近还为此投入了 68 亿美元。事实上，日本正在以一半的成本支持台积电和索尼的新晶圆厂，其科技部非常明确地表示，它打算成为该行业的佼佼者。

11月29日，合肥先微半导体材料有限公司高纯电子新材料项目在新站高新区签约。区党工委委员、管委会副主任徐斌，合肥先微半导体材料有限公司总经理董宜忠，十月资本合伙人李结华，区投促局、经贸局、应急局、生态环境分局、鑫城公司相关负责人参加并见证签约仪式。合肥先微半导体材料有限公司主要从事蚀刻气、激光气、离子扩散气、电子混合气等高纯电子特种气体的生产，具备提纯、分装、输配送一体化能力，为集成电路、新型显示等产业链企业提供独立自主、高品质电子特种气体。高纯电子特种气体主要应用于集成电路、新型显示、光伏、光导纤维四大领域。它的纯度和洁净度直接影响到光电子、微电子元器件的质量、集成度、特定技术指标和成品率，并从根本上制约着电路和器件的精确性和准确性。此次签约的项目计划投资约5亿元，占地面积54亩，主要从事高纯电子特种气体及设备的研发、生产。项目建成后，将进一步完善新站高新区集成电路产业链，为合肥及周边地区集成电路、新型显示以及光伏产业提供高纯电子特气材料的稳定供应。

先进半导体材料是全球半导体产业发展新的战略高地。当前，美国及其伙伴国将一些关键材料、生产装备列入管制清单，危及我国半导体产业和相关工业体系的安全。实现我国先进半导体材料、辅助材料、关键技术、重要装备等的自主可控刻不容缓。　　中国工程院院刊《中国工程科学》2020年第5期发表《中国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究》。文章在分析全球半导体材料及辅助材料研发与产业发展现状的基础上，客观分析我国半导体材料及辅助材料发展面临的挑战，提出了构建半导体材料及辅助材料体系化发展、上下游协同发展和可持续发展的发展思路，制定了面向2025年和2035年的发展目标。　　同时，要推动先进半导体材料及辅助材料重大工程建设。最后，从坚持政策推动，企业和机构主导，整合国内优势资源 把握“超越摩尔”的历史机遇，布局下一代集成电路技术 构建创新链，进行创新生态建设等方面提出了对策建议。　　一、前言　　经过60多年的发展，全球半导体材料出现了三次突破性的发展进程。第一代半导体材料Si和Ge奠定了计算机、网络和自动化技术发展的基础，第二代半导体材料砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)奠定了信息技术的发展基础。　　目前正在快速发展的第三代半导体材料碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、氮化铝(AlN)、金刚石(C)等，主要面向新一代电力电子、微波射频和光电子应用，在新一代移动通信、新能源并网、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子、新一代显示等领域有广阔的应用前景，成为全球半导体产业发展新的战略高地。　　我国的半导体材料和器件，长期依赖进口，其中高性能芯片完全依赖进口，受制于人的问题突出。除芯片设计与制造能力薄弱外，半导体单晶硅和大量辅助材料的国产化水平不足，进口依赖程度较高，如在电子气体、光刻胶和抛光材料等3种典型辅助材料领域，国内企业生产的产品市场占有率分别仅占30%、10%、10%，亟需提升我国半导体关键原辅材料的自主保障能力。　　中美贸易摩擦的升级和2020年新型冠状病毒肺炎疫情的出现，将对全球先进半导体材料和辅助材料供应链安全与产业链分工产生持续影响。目前，美国及其伙伴国将一些关键材料、生产装备列入管制清单，危及我国半导体产业和相关工业体系的安全。因此，实现先进半导体材料、辅助材料、关键技术、重要装备等的自主可控刻不容缓。　　当然，随着以SiC、GaN为代表的第三代半导体技术和产业发展，未来高质量SiC单晶衬底及其同质/异质外延材料、大尺寸Si上GaN外延材料将在光电子、电力电子和微波/射频领域发挥重要作用。在新一代半导体材料领域，我国已经具备良好的产业化基础。　　新的半导体材料体系的出现，是一次与发达国家同台竞争的极佳机会，及时把握这一历史机遇，通过整合优质资源、突破核心技术、打造本土产业链，以期实现新一代半导体产业的自主可控。　　二、全球半导体材料及辅助材料的研发与产业发展现状　　1. 国外研发与产业发展现状　　在半导体 Si 晶圆领域，全球约有 94% 的市场份额由少数企业占据，如信越化学工业株式会社、胜高科技株式会社、环球晶圆股份有限公司、德国世创(Siltronic)公司和韩国海力士(SK Siltron)公司。在半绝缘 GaAs 单晶及其外延材料领域，全球约有 95% 的市场份额来自住友电气工业株式会社、弗莱贝格化合物材料公司和美国晶体技术(AXT)有限公司。　　在 GaN 体单晶材料领域，住友电气工业株式会社、日立电线株式会社、古河机械金属株式会社和三菱化学控股集团等的代表性企业可批量提供 2~3 in(1 in=2.54 cm)GaN 体单晶材料，约占全球市场份额的 85% 以上，同时，这几家企业还可提供小批量 4 in GaN 体单晶材料。　　尽管我国已成为白光 LED 芯片及半导体照明灯具的生产大国，但在 LED 外延材料生产及其芯片制备技术方面较为薄弱，70% 以上的核心专利技术由美国、日本、德国等国家掌握，如汽车前灯等高端应用所需的功率型白光 LED 芯片主要是由美国流明(Lumileds)公司提供。　　目前，SiC 单晶衬底领域形成了美国、欧洲、日本三方垄断的局面。其中，全球最大的 SiC 单晶供应商是美国科锐公司，占 85% 以上的全球市场份额。　　在集成电路辅助材料方面，光刻胶的市场集中度非常高，少数企业基本垄断了全球光刻胶市场，代表性的企业有日本合成橡胶株式会社(JSR)、东京应化工业株式会社、住友化学株式会社、信越化学工业株式会社、罗门哈斯公司等。　　在掩膜版方面，美国福尼克斯(Photronics)公司、日本印刷(DNP)株式会社、日本凸版印刷(Toppan)株式会社三家公司占据了全球 80% 以上的市场份额。在集成电路用抛光液方面，市场主要由美国卡博特(Cabot Microelectronics)公司、荷兰阿克苏诺贝尔公司、德国拜耳公司、日本富士美株式会社等企业垄断，占据了全球 90% 以上的市场份额。　　2. 国内研发及产业发展现状　　到目前为止，在晶圆制造方面，我国新增 8 in 硅片设计产能将超过 3.5×106 片/月，新增 12 in 硅片设计产能将接近 5×106片/月，芯片制造能力达到全球的 30% 左右。　　依托宽禁带半导体 GaN 和 SiC 材料的发展，我国在衬底单晶生长、外延材料等方面已具有了较强的技术研发和产业化竞争力，蓝宝石基 GaN 外延材料已形成具有 7000 亿市场规模的半导体照明产业，Si 基 GaN 外延材料开始在快充产品中应用 4 in SiC 高纯半绝缘和导电衬底及其异质(GaN)外延和同质(SiC)外延材料已实现量产，分别在微波射频和电力电子领域得到广泛应用。　　在光纤通信技术的推动下，我国在 GaAs 单晶及外延材料技术方面取得突破，为近红外激光器以及光纤通信产业的发展提供了有力支撑。　　在光刻胶方面，我国的代表性生产企业有北京科华微电子材料有限公司、苏州瑞红电子化学品有限公司和潍坊星泰克微电子材料有限公司，生产的产品已经批量用于集成电路制造领域。目前已经实现量产的是 G/I 线光刻胶，正逐步通过芯片企业认证并开始小批量生产 KrF 光刻胶，2020 年 ArF 光刻胶能取得突破并完成认证。但是，国内尚未具备极紫外光刻(EUV)和电子束光刻胶的研发与生产能力，亟需突破。　　在超净高纯试剂方面，上海新阳半导体材料股份有限公司生产的超纯电镀硫酸铜电镀液已进入中芯国际集成电路制造有限公司的量产工艺制程，浙江凯圣氟化学有限公司生产的高纯氢氟酸已通过多条 8 in 和 12 in 生产线的认证并供货，苏州晶瑞化学股份有限公司开发的钛钨蚀刻液已实现进口替代。　　经过多年努力，国产电子气体也取得明显突破，WF6、C2F6、AsH3、PH3 等气体品种已大批量应用于国内 8 in 生产线，Cl2、HCl、HF、N2O 等一批产品正在 8~12 in 生产线进行应用验证，部分品种的激光气体也开始供应国内晶圆制造企业。　　在化学机械抛光(CMP)材料方面，国内企业研发的铜/铜阻挡层抛光液已进入国内外多家集成电路制造企业的最新技术节点制程 三维(3D)硅通孔(TSV)抛光液在全球处于领先地位，钨抛光液逐步开始供应全球各大晶圆制造企业 CMP 垫、修整盘也进入评价验证阶段。　　我国靶材产业发展速度很快，以宁波江丰电子材料股份有限公司、有研亿金新材料有限公司为代表，实现了半导体行业用全系列高纯金属材料、溅射靶材和蒸发膜材的产业化，包括 Ta、 Cu、Ti、Co、Al、Ni、Au、Ag、Pt、Ru 及其合金。其中，超高纯金属 Ta、Cu 等溅射靶材已成功通过台湾积体电路制造股份有限公司的考核，在 14 nm / 16 nm 技术节点的生产线实现了批量应用，在 10 nm / 7 nm 技术节点进行评价试用。　　总体而言，近年来我国半导体产业基础化学品产业取得了较大进展，伴随着国内对集成电路和半导体产业的高度关注，在晶圆制造、宽禁带半导体材料、光刻胶、超净高纯试剂、电子气体、CMP 材料、靶材等方面产业发展势头良好，但与高速发展的产业需求相比，仍存在整体生产能力较弱、研发能力不足等问题未得到根本改变，亟需进一步突破。　　三、我国先进半导体材料及辅助材料的发展思路与目标　　1. 发展思路　　为促进半导体产业的发展，我国先进半导体材料及辅助材料今后的发展思路为：构建梯次发展的半导体材料体系，每一个材料体系做到单晶、外延、芯片工艺、封装等上下游协同，不断创新，推动先进半导体材料及其辅助材料的可持续发展。　　第一，成体系发展。自半导体材料诞生以来，从 Si、Ge 到 GaAs、InP，再到 SiC、GaN，可以看出，半导体相关技术和产业的发展都是围绕主要材料制备、器件工艺需要和芯片来进行的，并逐渐发展为一个完整的材料体系。基于此，在不断完善我国 Si 基材料体系的同时，要及时把握各种新型化合物半导体材料的技术突破和产业化应用的机会，构建自主可控的新型半导体材料体系。　　第二，上下游协同发展。半导体产业链包含原材料、单晶生长和外延、芯片设计与制备工艺、封测与应用以及支撑各环节的核心装备与关键零部件等环节，产业链长且各环节工艺复杂，任一环节出现问题都将导致最终的器件性能不达标。因此，要以提供满足应用需求的器件为目标，通过上下游协同发展实现全产业链的整体技术突破。　　第三，可持续发展。在实施追赶战略的同时，我国先进半导体材料及辅助材料的发展还需要把握未来技术发展趋势，在不断积累已有技术经验的同时，关注新的材料体系、芯片结构和工艺的发展变化，积极探索与创新，确保可持续发展。　　2. 发展目标　　2025 年发展目标　　我国半导体材料及辅助材料 2025 年的发展目标是：核心半导体材料技术达到国际先进水平，相关产品满足产业链的安全供应需要，建立起全产业链能力，解除关键行业的“卡脖子”问题。　　(1)集成电路用半导体材料　　加强 12 in Si 单晶及其外延材料的技术研究，逐步扩大国产材料的市场应用份额。实现 8 in Si 材料国内市场的完全自主供应，确保 12 in 单晶 Si 及其外延材料产能及市场占有率，同时发展更大尺寸单晶 Si 及其外延材料的制造技术，确保我国集成电路产业的可持续发展。　　(2)功率器件用半导体材料　　抓住 Si 基电力电子器件产业转移的契机，做大电力电子器件的产业规模，加紧推进 SiC、GaN 电力电子器件产业化。实现 6 in 无微管缺陷 SiC 单晶的产业化制造，并突破 8 in 无微管缺陷 SiC 单晶制造瓶颈 实现 8 in Si 基 GaN 电力电子器件产业化，突破 12 in Si 基 GaN 材料关键技术，Si 基 GaN 电力电子器件满足消费类电子、数据中心服务器电源、工业电源和电动汽车对高效电源管理的更高需求。　　实现 6 in 半绝缘 GaAs 单晶衬底和 6 in 半绝缘 SiC 单晶衬底的自主供货，确保射频 / 微波器件用 GaAs 和 GaN 材料相关产业链的供应安全 突破 6 in GaAs 高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料的量产制造，达到“开盒即用”的技术水平 突破 6 in 半绝缘 SiC 衬底上 GaN HEMT 外延材料的生长和器件技术，为未来雷达、移动通信技术的发展提供技术支持。　　进一步提高 6 in InP 衬底抛光片的质量，扩大产能，并掌握毫米波器件所需外延材料的量产技术，达到“开盒即用”的技术水平，为第五代移动通信(5G)技术相关毫米波系统(如汽车防撞雷达、车间互连与通信系统)的产业链供应安全提供材料支持。实现 2 in 金刚石自支撑材料和 2 in Ga2O3 单晶衬底的量产，解决金刚石的 n 型掺杂和 Ga2O3 的 p 型掺杂问题。　　(3)发光器件用半导体材料　　应重视基于 GaN 的照明用发光器件以及基于 GaAs、InP 的光纤通信用半导体激光器，适当兼顾激光投影显示对 GaN 可见光激光器以及消毒杀菌用 GaN 紫外发光二极管，尤其是深紫外发光器件的发展 积极推动应用于显示领域的 Mini LED 和 Micro LED 技术产业化。　　(4)光电探测材料　　重点发展对特种光波长产生响应的光电探测器件、具有超快响应特性的光电探测器件以及超高灵敏的光电探测器件(单光子探测为超高灵敏光电探测的极限要求)。实现 GaN 紫外探测材料的完全自主保障，实现大尺寸 CdZnTe 单晶材料、HgCdTe 外延材料、GaAs / AlGaAs 量子阱材料、GaAs / InSb Ⅱ类超晶格材料的产业化，实现短波、中波红外探测器件及焦平面成像芯片的技术突破，突破长波红外探测材料、器件和成像芯片的发展，满足 100 万像素长波红外焦平面成像芯片以及 16 μm 甚长波红外探测器件的研制需要。保障超快响应光电探测器件及材料的供应链安全，满足我国高速光网的建设需要。　　(5)半导体产业制造/封装工艺和材料　　国产光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体主要品种的市场应用占有率达到 30% 左右，实现特种品种的产业化认证，实现进口产品的部分替代，形成全品种、全系列产业能力。其中，KrF 光刻胶实现批量生产，ArF 光刻胶完成认证并进行小批量生产，突破高端光刻胶所需的树脂主体材料、光敏剂、抗反射涂层(ARC)等的关键技术。0.25 μm 到 0.18 μm 掩膜版实现完全自主可控，高档高纯石英掩膜基板突破关键技术。　　在抛光材料方面，进一步推进主要品种材料进入生产线。其中，Cu 及其阻挡层抛光液、TSV 抛光液和 Si 的粗抛液等全面进入 8 in 和 12 in 芯片生产线，市场份额从目前的 5% 提升至 50% 针对硅片的精抛和化合物半导体抛光，14 nm 及以下鳍式场效应晶体管(FinFET)工艺抛光，Co、Rb 等金属互联材料和浅槽隔离(STI)工艺抛光等所需的抛光液，实现关键技术突破并小批量生产。　　CMP 垫(聚亚氨脂)产品在 8 in 和 12 in CMP 工艺中通过应用评估，实现产品供货。另一方面，针对金刚石、Ga2O3、AlN 为代表的新兴半导体材料加工需要，开发特种品种的抛光材料，并获得试用认证，形成初步产业能力。　　需大力发展大板级扇出(Fan Out)、TSV / 玻璃通孔(TGV)等新型封装工艺。开发出适用于 SiC、GaN、Ga2O3、金刚石等材料，满足高温、高压、高频和大功率需求的封装材料和工艺。　　全面发展新型、更高熔点温度的软钎料技术 开发高效、低成本瞬时液相扩散连接技术、低温烧结低温连接工艺技术，解决好银电化学迁移问题 突破具有良好导热和高温可靠性的封装基板材料技术，包括 AlN 和 Si3N4 及其他具备良好导热和高温可靠性的封装基板材料，突破活性金属钎焊在陶瓷材料上覆盖金属的陶瓷覆铜板(DBC)技术，解决陶瓷与金属的连接问题。突破新型制冷底板及与热沉连接技术，大幅度降低功率模块热阻，提升性能。　　2035 年发展目标　　我国半导体材料及辅助材料 2035 年的发展目标是：半导体材料整体技术水平达到国际先进，产业水平完全满足产业链供应安全的需要。　　(1)集成电路用半导体材料　　具备 18 in 单晶 Si 材料量产能力，完成 5 nm / 3 nm 节点集成电路材料的量产技术储备，突破关键装备技术，掌握材料批量生产技术，打通器件制造的全流程关键节点技术。　　(2)功率和高频器件用半导体材料　　实现 SiC、GaN、AlN、Ga2O3、金刚石等单晶材料的产业化制造。具体包括：6 in GaN 单晶衬底、 8 in SiC 单晶衬底、6 in AlN 单晶衬底、4 in 金刚石单晶衬底、6 in / 8 in Ga2O3 单晶衬底，确保整个功率和高频半导体产业多层次发展的技术需求 实现 8 in高质量SiC衬底上GaN HEMT外延材料的量产。解决金刚石的 n 型掺杂和 Ga2O3 的 p 型掺杂及其制备工艺难题，为下一代更高性能功率和高频半导体器件的产业化及大范围推广应用做好技术储备。　　(3)发光器件用半导体材料　　实现 AlN 单晶衬底上高 Al 组分 AlGaN 外延材料的产业化制造，突破深紫外发光国产器件制造技术，并实现产业化。　　(4)光电探测材料　　满足 1000 万像素长波红外焦平面成像芯片的研制需要，突破 18~20 μm 甚长波红外探测器件技术。　　(5)半导体产业制造/封装工艺和材料　　对于常规品种的光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体，国产材料的市场占有率达到 50% 以上 对于特种品种的光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体，国产材料的市场占有率达到 30% 左右，形成全品种、全系列产品的供应产业链。　　在抛光材料方面，国产常规品种产品的市场占有率超过 50% 为满足金刚石、Ga2O3、AlN 等新兴半导体材料加工需要所开发的特种抛光材料，国产化产品的市场占有率达到 30%。　　四、推动先进半导体材料及辅助材料重大工程建设　　1. 集成电路关键材料及装备自主可控工程　　需求与必要性　　集成电路关键材料及装备是影响集成电路产业发展的决定性因素。我国集成电路关键材料自主可控能力差，对先进集成电路发展需求极为迫切。在国家集成电路产业投资基金和现实需求的推动下，以市场为导向，“政产学研用金服”结合，着力实施集成电路关键材料及装备自主可控工程迫在眉睫。　　为此，需着重加强两方面建设：一是人才队伍建设，包括设置集成电路人才专项基金，加大核心技术人才的吸引力度 加强具有示范性微电子学院的高校支持，进行集成电路人才的可持续培养。二是稳定的资金供给。硅片制造属于重资产产业，产品验证周期长，周期性特点明显，约每 5 年一个周期，因此要对发展重点进行谨慎判断。　　工程目标　　通过本工程的实施，加强集成电路关键材料的产业化能力和可持续研发能力，扩大集成电路材料人才培养规模、丰富人才层次体系，主要的集成电路材料技术水平达到国际先进，产业水平基本满足产业链供应安全的需要，建立起全产业链供货能力，解除关键行业的“卡脖子”隐忧。　　提升 12 in Si 单晶及其外延材料的技术水平，以满足并进入主流代工厂 14 nm 及以下工艺节点为目标，在确保集成电路产业链安全的前提下，逐步扩大国产材料的市场份额。　　18 in Si 单晶及其外延材料研究，重点突破 18 in 单晶 Si 及其外延材料的制造技术，确保我国集成电路产业的可持续发展。　　通过 TSV、TGV 等新型 3D 集成技术研究，完成后硅时代集成电路的技术路线筛选，在掌握其材料制备技术的同时，打通后硅时代集成电路的全产业链技术，确保 2035 年后，我国在后硅时代集成电路领域的产业技术水平和关键行业的供应链安全。　　实现 12 in 及以下大尺寸 Si 单晶生长设备及大尺寸晶圆的加工设备自主可控 开发 18 in 单晶 Si 生长设备，为 18 in 单晶 Si 研制和产业化提供装备支持。　　工程任务　　在大硅片方面，结合大数据和云计算等技术发展需求背景，在国家集成电路专项科技计划资助的基础上，一方面，提升常规 12 in 高品质(满足 14 nm 工艺)硅片的制造能力，在 2025 年确保国内实现量产供应，同时打开国际市场，满足现阶段经济和社会发展需求 另一方面，进一步加强新技术的研发，建设 12 in SOI(绝缘衬底上的 Si)、射频微波用大尺寸高阻硅(HR-Si)衬底的生产能力 同时对 18 in Si 衬底进行技术储备，实现集成电路技术的可持续发展。　　在集成电路辅助材料方面，针对品种多、用量小、生产工艺稳定性差等问题，建立若干集成电路辅助材料工程中心，兼顾市场规律和产业供应链安全两方面因素，不断强化自主保障意识，优先实现量大面广的关键品种的全产业链自主保障，如G 线、I 线、ArF 光刻胶及配套试剂、Cu 及其阻挡层抛光液、TSV 抛光液、Si 粗抛液、60 nm 及 90 nm 以上制程产品的掩膜版等，确保产业供应链的相对安全。　　对标集成电路先进制程，开发 ArF、 EUV 和电子束光刻胶，高档高纯石英掩膜基板、掩膜保护膜，以及 Si 片精抛和化合物半导体抛光液， 14 nm 以下 FinFET 工艺和 Co、Rb 等金属互联材料、 STI 等抛光液，为半导体产业的发展提供技术及产业支持。　　在半导体关键设备方面，对国产品牌还需进行产业链及政策的重点培育。在国家科技重大专项“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”项目(02 专项)成果的基础上，加强对装备与材料、工艺一体化的研制，通过国产化装备验证平台，开展对装备可靠性和工艺稳定性的验证与考核，加速开展高端装备研制。总之，在解决有无问题的基础上，解决做大做强的问题。　　在人才培养方面，半导体专业人才特别是高端人才短缺，一直是制约我国半导体产业可持续发展的关键因素。设置半导体人才专项基金，加大核心人才引进力度 加快建设微电子产教融合协同育人平台，保障我国半导体产业的可持续发展。　　2. SiC 和 GaN 半导体材料、辅助材料、工艺及装备验证平台　　需求与必要性　　经过近 10 年的发展，我国基本建立了以 SiC 和 GaN 为代表的第三代半导体材料、工艺和装备产业体系。该类材料紧密围绕光电子、新能源、 5G 等热点应用，在未来 5 年内将迎来产业化发展的重要机遇。　　然而，同第一代半导体产业类似，我国第三代半导体产业的发展依然面临诸多问题，如产业链各环节所用的关键装备、仪器、耗材等多为进口，尚未实现技术、装备的自主可控，增加了产业供应链的不安全性 国产化装备、仪器、耗材难以与产业应用对接，不利于产业生态和各环节的健康发展 进口材料和装备一次性投入和后续维护价格昂贵等。为此，需要建立化合物半导体材料、辅助材料、工艺和装备国产化验证平台。　　工程目标　　建立 SiC 和 GaN 半导体材料生长、加工、芯片工艺和封装检测公共验证平台，实现 6 in / 8 in SiC 单晶衬底和外延材料生长的批量生产，国产化率达到 70% 6 in SiC 上 GaN 外延材料与高功率射频器件和 8 in Si 上 GaN 外延材料与功率器件实现量产，国产化率达到 70% 部分 6 in / 8 in 材料生长及加工装备、配套原材料和零部件实现国产化批量替代，装备国产化率达到 70%。　　工程任务　　化合物半导体材料、辅助材料、工艺和装备国产化验证平台的工程任务主要包括：晶体材料生长设备及其辅助原材料、零部件验证，晶体材料切、磨、抛加工材料与设备验证，芯片工艺装备、工艺流程、原辅料与关键零部件验证，封装与检测装备、流程、原辅料与关键零部件验证。　　加强前瞻性技术人才团队培养，围绕半导体材料研究前沿方向，组建技术人才团队。积极引进产业发展所需的高层次人才和紧缺人才，同时加快建设和发展职业培训教育，大力培养专业技术人才，提高产业技术队伍整体素质，完善面向半导体材料产业的人才服务体系。　　拓展国际合作空间　　采取“走出去和请进来”相结合的方式，创新国际合作模式。鼓励国内有实力的企业和科研机构在国外设立半导体研发机构，并开展与国外半导体企业、科研院校的研发合作。支持国内企业和机构并购境外半导体企业，积极参与国际技术和产业联盟，拓展国际合作渠道，提升国际资源整合能力，实现国际化经营。　　在国内有条件的地区，建立国际技术合作、技术转移、成果孵化、成果产业化、科技服务等有特色的国际合作区域，吸引有实力的跨国公司和机构以独资或合资方式在国内建立高水平的研发中心、生产中心和运营中心，以此带动国内行业和企业对接国际资源。

XRT 在半导体材料晶体缺陷表征中的应用介绍‍半导体（semiconductor）指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。按照半导体材料发展历程和材料本征禁带宽度，习惯上按照如下方法进行分类：第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗（Ge）这类半导体材料，主要兴起于二十世纪五十年代，其兴起也带动了以集成电路为核心的微电子产业的快速发展，并被广泛的应用于消费电子、通信、光伏、军事以及航空航天等多个领域。就应用和市场需求量而言，半导体Si材料仍是半导体行业中体量最大的，产品规格以8-12英寸为主。第二代半导体材料是以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）为主的化合物半导体，其主要被用于制作高频、高速以及大功率电子器件，在卫星通讯、移动通讯以及光通讯等领域有较为广泛的应用。相比于第一代半导体而言，化合物半导体长晶和加工工艺复杂，产品附加值要高一些，产品规格以3-6英寸为主，国内部分厂家可以提供8英寸晶圆。第三代半导体材料包括了以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的宽禁带化合物半导体。相比于第一代及第二代半导体材料，第三代半导体材料在耐高温、耐高压、高频工作，以及承受大电流等多个方面具备明显的优势，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，在电力电子器件、微波射频等领域的应用优势更为明显。产品规格以2-6英寸为主。图1不同半导体材料禁带宽度及应用[1]在半导体材料制备和应用过程中，对于晶体缺陷的要求与控制是十分重要的。因为晶体缺陷的类型、大小和多少直接决定了半导体器件性能的优劣和使用稳定性等性能指标。所以，无论是在晶体长晶环节还是晶片加工及晶圆外延等环节，都要进行晶体/晶圆缺陷检查，确保使用在器件上芯片是满足设计要求的。晶圆中常见的缺陷主要有如下几类，参见图2[2]。点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小的缺陷。空位、间隙原子、替位原子等；线缺陷：在两个方向上尺寸很小，而另一个方向上尺寸较大的缺陷。如位错，刃型位错和螺型位错；面缺陷：在一个方向上尺寸很小，在另外两个方向上尺寸较大的缺陷。如晶界、相界、表面等。体缺陷：杂质沉积、孔洞及析出相等。图2 半导体材料中常见晶体缺陷对于上述提到的四类半导体材料缺陷中，第一类缺陷属于原子层面的缺陷，通常是从掺杂及长晶工艺优化等角度去进行改进。通常不作为生产过程控制的主要参数，一般选择用其他方法进行测量，如采用FTIR方法可以测量Si晶体中代位C原子和间隙氧原子的浓度。第二到四类缺陷，则需要在加工环节进行100%直接或间接检测，确保所生产晶圆/芯片缺陷指标满足订单要求。对于这类缺陷传统方法就是采用腐蚀性化学药液（如熔融的KOH）对晶、体/圆进行腐蚀。在腐蚀过程中由于晶体有缺陷的区域会优先腐蚀，无缺陷区域则腐蚀速度相对较慢，所以在规定腐蚀时间后在晶圆表面会有腐蚀坑（Etch Pit）出现，这是一种破坏性的检测方法。腐蚀好的晶圆在显微镜下对这些腐蚀坑识别和计数，就可以得到该晶体的缺陷信息, 图3 为SiC 晶圆通过KOH腐蚀得到缺陷照片，缺陷主要有刃型位错、螺型位错和微管等[2]。图3 SiC 晶片腐蚀后缺陷形貌[3]对于半导体晶圆，上述传统缺陷表征方法最大的问题就是破坏性的，检测后的晶圆无法继续使用只能做报废处理。对于像第二代和第三代半导体材料而言，晶体生长技术要求水平较高，成品和晶圆数量受晶棒长度及其他加工方式限制而良率相对不高。像国内部分企业SiC 晶棒成品长度一般在20mm左右。如果按照单片晶圆成品厚度约在0.5mm，除去切割和研磨、抛光损耗，基本上0.8mm才能出一片合格晶圆。如果在晶棒头、尾各取一片晶圆去做缺陷检测，则有约8%的成本损耗。所以很多半导体厂家都希望有一种可以用于半导体晶体材料缺陷的表征的无损检测技术。日本理学株式会社（www.rigaku.com）作为全球著名的X-Ray 仪器制造商，自1923年以来，理学公司一直专注于X射线仪器领域的研发和生产。该公司生产制造的XRT (X-ray Topography)检测系统则是利用X射线的布拉格衍射原理和晶格畸变（缺陷）造成特征峰宽化和强度变化等特性，再结合理学公司开发的X射线形貌技术，可以对晶体内缺陷进行成像。这种XRT检测技术最大的优点就是无损检测，在不破坏晶圆的情况下实现2-12英寸半导体晶体中线缺陷、面缺陷和体缺陷的检测和表征。图4 XRT设备实物图图5 XRT 缺陷表征原理示意图[3]工作模式：XRT主要有反射成像和透射成像两种模式，反射模式是Cu靶，透射模式则是Mo靶，参见图6。透射模式成像后可以进行3D重构和成像，参见图7 SiC晶圆缺陷图片。图6 XRT 反射模式和透射模式[3]图7 SiC 晶圆缺陷表征[3]系统软件介绍：该仪器标配的图像分析软件可以对检测样品内的缺陷进行统计，给出缺陷数量和分布信息，参见图8。图 8 XRT 标配软件数据结果界面[3]后续我们会针对XRT在不同半导体材料检测和应用案例刊发几期相关介绍，敬请期待。附：[1] 第三代半导体-氮化镓(GaN) 技术洞察报告,P3 [2] 理学XRT 内部资料；[3] 理学XRT公开彩页.

据韩国成均馆大学消息称，该校电子电气工学系研究团队成功开发了高耐久性柔性突触半导体元件。研究成果刊登在国际学术期刊《科学观察》上。　　近年来，物联网技术在便携式智能设备领域应用需求迅速增加，特别是柔性电子(Flexible Electronics)在机器人工程及智慧保健医疗领域的应用备受关注。研究组在聚酰胺材料的柔性基板上，将数十纳米厚的非晶体氧化物半导体薄膜进行沉积后作为通道，组成非晶体氧化物半导体、离子—凝胶混合结构，研发出可通过电脉冲信号控制的柔性突触半导体元件，该元件在机械、电压力测试后，表现出稳定的静态及动态动作特性。研究团队利用该元件，制作了弹性阻力传感器安装在手上，通过实验验证了可适用于神经元系统（sensory-neuromorphic systems）。　　注：本文摘自国外相关研究报道，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。