抢占研发制高点 新的半导体材料有望在拐角处赶超

4月17-18日，第十五届中国电子信息技术年会在重庆两江新区召开。在4月18日举行的年会主论坛上，多名院士与2000多名观众分享了电子信息产业未来发展的亮点和趋势，其中新半导体材料成为许多与会专家的焦点。

宽禁带半导体已大规模应用

在我国碳峰化和碳中和加速的背景下，能够大幅降低输电能耗的宽带隙半导体正成为我国半导体行业的研究热点。

中国科学院院士、中国电子科学研究院副院长、西安电子科技大学教授郝跃说，宽带隙半导体已广泛应用于汽车、卫生等领域。例如，在汽车领域，在使用宽带隙半导体后，电动汽车可以在相同的电力驱动下行驶更长的距离。

郝跃还预测，6G通信将在2030年进入产业化，未来宽带隙半导体将释放巨大的市场潜力和强大的发展势头。

为了进一步占领宽带隙半导体研发的制高点，我国还于2020年成立了国家宽带隙半导体器件与集成电路工程研究中心，并在氮化镓半导体设备、氮化镓毫米波功率器件等多个领域取得了技术突破。

“中国提出了‘3060碳排放目标’，这也使得宽带隙半导体有了更广阔的前景。当然，我们仍然需要在电力总量上升的同时，不断努力降低输电过程中的消耗，促进碳峰值和碳中和目标的早日实现。”郝跃说。

碳基技术有望取代硅基技术

中科院院士、北京大学教授彭练矛表示，随着芯片制造工艺接近2 nm，硅基芯片材料的潜力已经基本耗尽，无法满足未来行业进一步发展的需要。人们认识到，使用新材料是解决芯片性能问题的根本途径。

彭练矛指出，碳纳米管具有完美的结构、超薄的导电通道、高载流子迁移率和稳定性，有望在未来取代传统的硅基集成电路技术。面对后摩尔时代，中国基本解决了碳纳米管面临的挑战，实现了碳纳米管集成电路和光电器件的成套制造技术，在碳纳米管无掺杂技术研究上取得重大突破，使中国在碳基芯片基础研究方面进入全球发展前沿。

想象一下未来，彭练矛认为碳基技术有望全方位影响现有的半导体产业格局。中国应该抓住这个历史机遇，从材料入手，总结以往经验，通过发展碳基芯片，实现角落赶超中国芯片。现有研究证明碳基集成电路有超越硅基的潜力，迫切需要解决的是工业领域的工程问题，从而实现技术的落地和实用化。