汪炼成，20200407首发于《材料深一度》微信公众号

全文要点：

1.  因为更宽禁带宽度，更高载流子漂移速度和更好散热等优越性能，相比GaAs器件，GaN基射频器件可以同时实现更高输出功率、更高功率密度和更小的体积。

2.  雷达是“三军之眼，国之重器”。雷声公司为美国海军开发的AMDR（Air and Missile Defense Radar）舰载雷达（正式名称为AN/SPY-6）第一次在大规模天线口径上应用GaN T/R组件技术。相比现役AN/SPY-1雷达，AMDR在雷达功率、灵敏度、信噪比、探测距离等多项性能指标得到显著提升。AMDR将被首先安装在美国海军阿利•伯克级Flight III型防空反导驱逐舰上。

3.  我国在前段正式下水，航母身边的"带刀护卫"—055型驱逐舰，使用的是最新型的数字阵列有源相控阵346B雷达，应为中国雷达研发的心脏地—中电科 14所的成果，获得国家科学技术进步一等奖，官方介绍“项目过于先进不方便展示”！

4. 通常多频带战术无线电需要使用多个晶体管来覆盖。基于GaN器件的战术无线电技术，使用单个晶体管也能够执行多频带发射，可以减少物理空间和系统复杂性。

5. GaN器件在电子战（EW）、反简易爆炸装置（C-IED）和干扰机中均有应用，如高功率的GaN射频发射器件可以干扰和迷惑敌方的雷达系统。

6.  SiC MOSFET等功率器件，特别是高速、高温、大功率和耐辐射功率器件是国防军工、航天航空中大功率供电系统、全电化舰船综合电力系统和大功率激光武器等系统的核心变压变流变频器件。

7.  以AlGaN材料（近年也在发展Ga2O3材料）制备的日盲紫外探测器和图像传感器可用于导弹等紫外预警，如德国宇航公司研制的MILDS22系统。联合红外其他制导技术可实现远距离和低虚警率预警。

8. 紫外保密通信，具有局域性、非视距工作以及不受无线电干扰等优点。AlGaN基紫外LED及紫外探测器件是紫外通信的核心器件。相比笨重且调制速率慢的传统汞灯，AlGaN基紫外LED体积小，且调制速率大为提高，是未来紫外光通信的理想光源。

9.  DARPA IceCool、NJTT和英国金刚石散热技术等项目支持更大功率，更高温，更小体积第三代半导体器件散热问题的解决。

10.  发展异质集成技术，将第三代半导体器件、硅基集成电路，及高效散热材料集成为完整的2~3维集成电路，可以实现“强强联合”，充分发挥各材料、器件与结构的优势，如DARPA 的DAHI（Diverse Accessible Heterogeneous Integration）制造项目。 

       2020年元旦伊始，美军使用“死神”无人机和“地狱火”激光制导导弹，“于千军万马中取上将首级如探囊取物”，精准迅捷斩首伊朗革命卫队指挥官苏莱曼尼。虽是一次不太对等的军事行动，但卡西姆·苏莱曼尼将军断手遗骸上的红宝石戒指照片还是昭示着美军军工科技和武器的震慑威力。发展国防科技永不能松懈！习近平总书记多次指出，当今世界正处于百年未有之大变局。大变局下的中国破局和世界重塑，科技，尤其是国防军工科技发展与建设是重中之重。以国防信息化为核心载体，核心技术国产化为路线，以作战更远距离、更精准、更高效、更大摧毁力，攻防更立体化、陆海空一体化，武器装备更集成化、模块化和体质轻微化等为目标的“新国防”呼之欲出。半导体科技是“新国防”赛场的重要赛道，而以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体材料，具有禁带宽、击穿电场强度高、饱和电子迁移率高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强等优点，以这类材料为基础制备的电子器件是支撑“新国防”建设的关键核心器件。

       与第三代半导体最密切相关的“新国防”设施首推雷达。雷达，即Radar（radio detection and ranging），是利用电磁波探测目标的电子设备，是“三军之眼，国之重器”！我们眼睛能看到周围事物，是因为太阳光或者灯光照射到物体上反射回来的光入射进入眼睛，抑或物体直接发光（如萤火虫等）进入眼睛。雷达的原理也是这样，通过雷达发射组（Transmitter）发射电磁波，被目标物反射回来的回波被雷达接收组（Receiver）接收，经过一系列的滤波，放大等复杂信号处理和分析，根据回波信号的时延、多普勒频移、到达角和幅度，判断目标物的姿态、距离、速度和方位角等信息，从而用于搭载设施侦察、制导、火控等功能。当然雷达同眼睛不一样的地方在于，雷达是主动发射电磁波并探测回波，而人眼只能被动接收光。雷达为了看得更远，更清楚，需要发射组的功率更高（能传输到更远距离）、频率更高（更密集和快速获取反射波信息）。同时为了适应各种不同环境作战，雷达希望能尽可能重量轻、体积小，以实现机载、舰载。T/R 组件是相控阵雷达的工作核心，含有大量射频芯片，例如功率放大器、低噪声放大器、环行器、移相器等，组成 T/R 组件的发射通道和接受通道，负责处理高频的电磁波信号。雷达系统对射频芯片的性能要求极高。发射通道负责对激励信号进行放大，使激励信号的功率大大增强，信号功率越大，电磁波在空间中传播的距离越远，雷达的探测距离和探测精度都会越高。

         GaAs 半导体器件以其优良的频率和功率特性在上述雷达T/R 组件的固态微波射频功率器件中占据主导地位，但是GaN相比GaAs 具有一些优势，GaN和GaAs的Johnson因子（综合评价半导体材料在功率和频率方面应用）分别为27.5和2.7：

1）相比GaAs（禁带宽度 1.43eV），GaN材料的禁带宽度，3.4eV，约为GaAs的2.4倍，GaN器件具有指数倍更高的击穿场强，可以在更高电压下工作。另外，更宽的禁带宽度使GaN材料具有指数倍数更低的本征载流子浓度（更高的温度才能使GaN材料的本征载流子浓度和掺杂载流子浓度相当），因此GaN器件在高温条件下工作可靠性较GaAs更好。

2）GaN材料大电场下有更高的载流子漂移速度，从而工作电流更大。GaAs材料在低电场室温下的电子迁移率很高，达到8800cm²/V.s, 但是在稍大电场下其迁移率急剧下降，变为负数，表现为载流子漂移速度急剧下降。这是由GaAs的能带结构决定，除了在k=0的导带极小值，在<100>方向还存在0.36eV的能谷，增大电场，电子获取能量便会转移到此能谷中，即电子转移效应。GaN材料虽然常温低电场下的载流子迁移率不如GaAs，但是在150kV/cm的高场强下，迁移率随电场虽有减小，但一直为正，表现为漂移速度一直增加。在高场强条件下，GaN的饱和电子漂移速度（2.46×10⁷ cm/s）是GaAs的数倍之大（1×10⁷ cm/s），甚至远高于GaAs在低电场下的饱和漂移速度（1.8×10⁷ cm/s）。GaN器件同时可以工作在更高电压和电流（电子漂移速度与电流密度相关）下， 因此在高功率应用中远胜GaAs，但GaAs 将继续在中低电压和中低功率应用领域发挥作用。

 3）从热性能方面来说， SiC是GaN射频功率器件最好的衬底材料，SiC的导热性优于硅和蓝宝石，有助于实现GaN的高功率特性，且SiC的导热性比GaAs高10倍。虽然SiC衬底目前价格较贵，但对价格敏感度不高的军工产品来说不是问题，且SiC价格肯定会随着其材料技术的发展而降低。前述GaN材料本身的宽禁带优势，加上更优良的热性能，使其相对GaAs器件优势更明显：GaN器件的沟道温度在同等可靠性条件下比GaAs高，而相同的沟道温度下，GaN的可靠性比GaAs高得多。Qorvo GaN HEMT和GaAs赝调制掺杂异质结场效应晶体管（pHEMT），沟道温度为150℃时，GaN，GaAs的平均寿命分别为1×10⁹小时，1×10⁶小时。在1×10⁶小时的平均寿命下，GaN（225℃）可工作在比GaAs（150℃）高75℃的环境中。

4）以上功率和散热可靠性方面优势，使GaN基射频器件在同样甚至更高的输出功率下，具有更小的体积，因此更有利于雷达系统体质微轻化，从而更适合机载、舰载等场合。

        单极型GaN HEMT是主要的GaN射频器件结构，相比MESFETs, MISFETs等结构具有更高的载流子迁移率，而GaN p型掺杂的困难限制了双极型的GaN HBTs 结构性能。GaN相比SiC（Johnson因子为20）在射频器件方面的优势在于，能与其他氮化物合金形成异质结，且AlGaN/GaN HEMT沟道载流子，相比SiC MESFETs具有快的迁移率和更高的浓度。但对更关注耐压和导通电流的功率半导体，SiC目前更具有优势。

         GaN微波射频器件得到了美国国防部高级研究计划局（DARPA）、美国国家航空航天局（NASA）、美国空军等各部门和军种的青睐，他们将GaN视为GaAs的替代品，持续提供GaN研发资金，GaN材料和器件技术迅速发展。GaN军工科技产品的发展和成熟也促使产业界将相关技术转移至5G等商业领域，毕竟国防军工科技产品需求量不大。而商业领域大规模量的需求和生产，也更加促进了GaN材料和器件技术的进一步提升。包括Si_xN Passivation、Field-Plated GaN HEMTs、Deep-Recessed GaN HEMTs、Metal-Oxide-Semiconductor HEMT (MOSHEMT)、Non-alloyed Ohmic Contacts和T-shaped Gate等更多的材料和器件技术及工艺在研发，以使GaN HEMT射频器件工作在更高频率（微波到毫米波段），更高输出功率和功率密度，更高功率附加效率（PAE）和具有更好的服役可靠性。德国弗劳恩霍夫研究所 在2019年的IEDM会议上报道了1-2GHz频率范围内，器件的工作电压从50V翻倍至100V，PAE达77.3％，125V电压的功率密度超过20W/mm。而位于美国德克萨斯的GaN射频厂家Qorvo GaN 射频在Ka波段达到了35.5 dBm 饱和输出功率和 22% PAE，最大工作频率达到31GHz。而CREE GaN 2.7GHz-3.8GHz射频器件在50V工作电压下，最高输出功率为88W（3.1GHz）。

     GaN微波射频器件是核心关键技术，在国外技术封锁情况下，我国包括西安电子科技大学、中电科55所和13所、苏州能讯、国联万众和中兴通信等科研机构和产业公司在这方面探索创新，做出了不少成绩。如西电320GHz毫米波器件，利用高界面质量的凹槽半悬空栅技术，器件的f_max达320GHz，在输出功率密度一定的情况下，PAE在30GHz频率下达到当前国际GaN基HEMT中最高值。苏州能讯推出了频率达6GHz、工作电压48V、设计功率从7W-65W的GaN功放管产品，而2019年中电科55所和13所牵头的新一代射频芯片项目获得“国家科技进步一等奖”。

图-1 雷声公司开发的AMDR雷达（AN/SPY-6）功能示图

       基于GaN 器件技术的雷达最耀眼的当属雷声公司为美国海军开发的AMDR（Air and Missile Defense Radar）雷达（现在的正式名称为AN/SPY-6）。AMDR固态有源相控阵雷达代表了现今雷达的最先进水平，包括1部四面阵S波段雷达（AMDR-S)、1部三面阵X波段雷达（AMDR-X)以及1部雷达控制器（RSC)。AMDR 在世界舰载雷达技术史上创造了多项突破，其中突出之一是第一次在大规模天线口径的舰载雷达上应用GaN T/R组件技术。这使得相比现役AN/SPY-1雷达：其总功率提高2倍，可达约10MW，同时工作时产生的雷达功率提高35倍以上，灵敏度提高70倍，高配版（可到30dB）信噪比（S/N）提高1000倍，探测距离提高2倍（AMDR-S超过400km，AMDR-X 对空超过200km） ，可探测的最小目标降低到一半，覆盖范围提高13倍，同时处理目标数30倍，同时跟踪目标数6倍，同时制导的飞行中导弹数量增加了3倍。AMDR将首先安装在美国海军的阿利·伯克级Flight III型防空反导驱逐舰上。除了AMDR雷达外，诺格公司（Northrop Grumman）也为美国海军陆战队研发生产基于GaN的AN/TPS-80 地面/空中多任务（G/ATOR，Ground/Air Task Oriented Radar）雷达系统，而GaN射频器件的应用项目还包括“下一代干扰机”、三坐标机动远程雷达（3DLRR）、“太空篱笆”系统、远程识别雷达、“爱国者”导弹及“萨德之眼”的升级改进等。

图-2 055型南昌号驱逐舰（舷号101）水上英姿

    当然不得不提我国在前段正式下水，航母身边的"带刀护卫"—055型驱逐舰，它甚至被美国《国家利益》杂志评为世界“五大最致命战斗舰”排名首位。055型驱逐舰使用的是最新型的数字阵列有源相控阵346B雷达，同时配备了L、S、C、X四种波段雷达，集成远程预警（L波段，1-2GHz，中心波长已经达到22cm）、搜索（S波段主雷达，2-4GHz，中心波长为10cm）、导弹制导（C波段，4-8GHz，中心波长5cm）和火控（X波段，8-12GHz，中心波长为3cm）功能。2019年中电科14所参与研制的某重大项目获得国家科学技术进步一等奖，但官方介绍“项目过于先进不方便展示”，而055驱逐舰上装备的雷达即为中国雷达研发的心脏地中电科 14所的成果—“大国重器，不明觉厉”！

GaN器件在战术无线电中的出现也在增加。通常多频带战术无线电需要多个晶体管来覆盖。GaN单个晶体管也能够执行多频带发射，可以帮助减少物理空间和系统复杂性。如，Harris的Falcon系列收发器，Persistent Systems的MPU5 Wave Relay mobile ad hoc networking战术无线电，都采用了GaN器件。VHF/UHF信号受限于视距范围，并且可能被诸如墙壁或建筑物之类的大型物体破坏或遮挡。GaN MIMO技术的应用，使其能够克服建筑环境对VHF和UHF波段进行通信的限制。GaN器件在电子战（EW）领域、反简易爆炸装置（C-IED）和干扰机中也有应用，利用GaN的高功率和宽带特性。如高功率的GaN射频发射器件也可以干扰和迷惑敌方的雷达系统（给敌方人为制造更大背景噪音）。

       功率器件是电力电子的“CPU”，起到变频、变流和变压作用。功率电子器件在上篇《“新基建”和第三代半导体》已有介绍，这里不再赘述。基于SiC/GaN的功率器件，特别是高速、高温、大功率和耐辐射的功率器件在国防军工、航天航空中有重要应用，如航空航天的400Hz大功率供电系统，高效高可靠性驱动器、推进器和电源，机载综合电力系统；舰艇船舶上的全电化综合电力系统，坦克车辆上的混合电传动系统、电磁/激光武器电源、全电化坦克等；特种武器的高速鱼雷发射器电源、电磁炮、大功率激光武器、大功率固态发射引机、电子激光等。

    国内企业包括中车时代电气、天科合达、山东天岳、东莞天域、瀚天天成、泰科天润、基本半导体、比亚迪、中电科2/13/55/48所等，科研机构有浙江大学、天津大学、中科院物理所、中科院半导体所、中南大学等，围绕包括p型衬底、外延技术、离子注入和高温退火、高温氧化炉、封装材料等SiC单晶材料、外延、器件、设备和模块封装的关键技术难题和问题进行研发。地处湖南的中车时代电气建设了国内首家6英寸碳化硅器件生产线，实现碳化硅二极管和MOSFET工艺。中电科48所也正在建设“三线一基地”，其中SiC器件高端装备便是其中一基地，而中电科48所现属母公司中电科装备集团的“大束流离子注入机”项目近日喜获北京市科技进步一等奖。

      在这里补充下上篇遗漏介绍的美国CREE公司。CREE是包括GaN LED、GaN RF器件和SiC 功率器件的全球领先者，由北卡罗来纳州立大学（NCSU）的功率半导体先驱B. Jayant Baliga孵化而来。在去年向美国理想工业公司(IDEAL INDUSTRIES)出售其照明产品 ("Cree Lighting")后， GaN RF器件和SiC 功率器件将占据CREE更重要的位置。随后美国对外投资委员会反对英飞凌对CREE旗下Wolfspeed公司的收购，也显示了美国对RF和功率器件核心技术的保护。Wolfspeed拥有全球最大的SiC功率器件市场份额，Wolfspeed GaN射频市场屈居第二，GaN HEMT出货量也超过了1500万只。Wolfspeed 刚刚发布了15mΩ 和 60mΩ 650V SiC MOSFET产品，其主要目标是与硅超级结和基于GaN的技术竞争：与硅基相比，开关损耗降低75%和导通损耗降低50%，有望带来300%功率密度提升。而根据Wolfspeed官网：其量产推出市场的SiC MOSFET 产品最高耐压为1700V，导通电阻和沟道电流分别为45 mΩ和72A； SiC SBD耐压最高到1700V，工作电流为25A。而根据第三代半导体产业技术创新战略联盟2019年年度报告数据：目前商业化的SiC SBD大部分耐压集中在650V和1200V, 电流在60A以下；SiC MOSFET在1700V以下，工作电流在60A以下； GaN射频器件，主要有用于宏基站的100W-300W的极大功率功放管、单模输出功率为5-10W、频率0.5-6GHZ的5G Massive MIMO 功放模块以及2-10W 的GaN MMIC（单片微波集成电路，Monolithic Microwave Integrated Circuit）。

      紫外预警和制导。以AlGaN材料（近年也在发展Ga₂O₃材料）制备的日盲紫外探测器和图像传感器在导弹等预警中有重要应用，可以对敌方光辐射源或散射源进行探测、搜索、定位、辨识、测定，提供相应情报和发布预警信息。这是通过探测导弹羽烟中处于日盲波段的紫外线辐射来实现。日盲波段指波长在200～300 nm电磁波段，由于在这一波段的太阳辐射光波几乎完全被地球的臭氧层所吸收，所以大气层中的背景辐射几乎为零，称为日盲。常见的战术导弹飞行的动力是燃料加助燃剂，在低空飞行时燃烧形成处于日盲波段的紫外辐射源，利用紫外探测器就能在微弱的背景下探测出导弹。目前研制的紫外预警系统包括德国宇航公司研制的MILDS22，美国Grintek Aviotronics公司研制的MAW-2000，Lockheed Martin的AN/AAR-47型，AN/AAR-54（V）导弹预警系统，法国BAE系统公司的通用导弹预警系统（CMWS）和我国研制的SE-2型导弹逼近紫外预警系统等。德国宇航公司研制的MILDS22系统反应时间 0.5 s，角分辨率为17 mrad，总重8 kg，探测距离为5 km。光电预警还有激光预警和红外预警以及前文提到的雷达预警系统。　

激光预警方式只对激光制导导弹有效（斩首伊朗将领苏莱曼尼的“地狱火”导弹就是激光制导），而红外预警的缺点是较多地面红外源导致虚警率较高，而雷达是主动式工作（不断主动发射电磁波，并接收回波），易于暴露自身目标。从探测距离比较，从远到近依次是雷达（如AMDR-S，400km）、红外（如美国和加拿大联合研制的AN/SAR-8红外搜索与跟踪系统，探测距离大于10km）、激光和紫外预警系统（如德国宇航公司的MILDS22紫外预警系统，5 km）。从探测精度排序，依次是激光预警（如美国AIL系统公司研制的“高精度激光预警接收机”（HALWR），灵敏度为 0.28 mW/cm，测量角精度接近1mrad），紫外（MILDS22角分辨率为17mrad，虚警率低于1/90min），红外（AN/SAR-8，虚警率为1/40min）和雷达。这个探测距离和探测精度是个负相关的两个参数，同电磁波的波长相关：长波的吸收等损耗小，传输距离和探测距离远，但是精度就低（同为AMDR雷达系统也如此，AMDR-S 比AMDR-X 更远探测距离和降低的精度，分工配合）。此外，紫外光比较容易受大气散射的影响，导致探测距离会进一步降低，精度上的优点主要是日盲探测特性所致。目前的预警系统向多波长复合、共用方向发展。如双色红外系统，红外/紫外共用系统等。在后者应用中，可由紫外系统确定目标， 然后转变为红外系统来继续跟踪。

我国的紫外预警系统还在起步跟进阶段，需要在紫外探测元器件、系统以及紫外信号的处理分析等方面进步。南京大学、北京大学、中科院长春光机所等单位在AlGaN基紫外探测器方面取得国家级的成果和奖励。紫外预警可自然而然进一步用于紫外制导。

      紫外保密通信。也叫紫外安全通信。紫外光有两个显著的特点，一是上面说的日盲性质，波长在200～300 nm波段的太阳辐射光波几乎完全被地球的臭氧层所吸收，大气层中的背景辐射几乎为零；二是紫外光容易被大气溶胶的悬浮颗粒散射，散射概率是红外的1000倍以上。上述两点可以使紫外光在“无线电静默”条件下的特种战斗队伍或战斗机编队之类的紫外保密通信，具有局域性（紫外光按指数规律衰减，非通信区域的辐射功率减至最小，敌人无法监视，跟踪，窃听等）、非视距工作模式（由于大气的多次散射，无法根据视距传播特点找到信息源）以及不受无线电干扰、对飞机及机场的电子系统不产生干扰的优点。早在1960年，美国海军就开始了关于紫外光通信的研究。此后，麻省理工学院、普林斯顿大学、美国通用公司等单位，也包括大名鼎鼎的雷声公司，和DARPA延续不断地对紫外光通信技术进行研究，美军TITAN系统启动了“紫外局域工作站网络 (ULAN)”的项目。2004年，美国麻省理工大学林肯实验室采用274nm的紫外LED作为光源，将240支紫外LED做成阵列，其光功率仅为4.5mW。实验采用非直视通信，在100米的范围内通信速率为200bit/s。 而2019年英国斯特莱德大学Martin Dawson和爱丁堡大学Hass教授采用UV-C 波段（200-280 nm）的μLED实现了超过3 Gbps的深紫外光通信速率，但是传输距离比较短，只有1m自由空间。

    紫外通信速率的提高同AlGaN基紫外LED及紫外探测技术的进步关系密切。相比笨重且调制速率慢的传统汞灯，AlGaN基紫外LED小巧便携，且调制速率大为提高，是未来紫外光通信的理想光源。但受限于外延材料和芯片技术，深紫外LED的外量子效率还比较低，在10%以下，商业化水平在1%-3%。日本理化学研究所平山秀树教授课题组深紫外LED研发全球领先，效率达到20.3％。国内相关研究机构有中科院半导体所、北京大学、广东半导体研究院、华中科大、厦门大学、西安电子科大等，及中科潞安、湖北深紫、青岛杰生电气、三安光电等企业。受益于新冠疫情带来的紫外杀菌消毒的强大市场需求驱动，AlGaN基紫外LED和深紫外LED器件的技术将快速进步，器件光功率提高将会使紫外通信技术在军事上的应用更成熟和可靠。紫外通信速率未来的瓶颈可能在大气对紫外光的散射作用这一原理性限制，而不是光源和探测器器件的性能。当然这同紫外通信的局域范围，即通信距离相关。

图-3 紫外保密通信

         器件散热。综上来看，“新国防”上第三代半导体器件得益于其宽禁带等属性，往更大功率，更高温，更小体积方向发展。而这带来一个共性的问题，就是器件的散热问题—虽然SiC等材料的导热性提高，但是功率密度提高更多。器件可靠性对军工产品生死攸关，美国军方DARPA等机构和英国欧盟等除了支持“NeXt”“JUMP”“5G GaN2”等GaN、SiC上述器件开发项目外，对高效散热提高可靠性也立项支持，包括：DARPA芯片内/芯片间增强冷却（IceCool，Intrachip/Interchip Enhanced Cooling）项目：据DARPA描述，“IceCool项目旨在寻求克服远程冷却的局限性，通过在基底、芯片或组件中引入微流体冷却技术以及通过包括在电子设备设计早期阶段的热管理来探索嵌入式热管理。”DARPA“近结热传输”（NJTT，Near Junction Thermal Transport）项目：着眼于为GaN和其他设备集成热层。就管理热负荷方面而言，NJTT与IceCool项目采用的方法相同。2017年英国金刚石和碳化硅材料计划，支持富士通公司在金刚石和碳化硅衬底散热技术方面取得进展，同时支持布里斯托尔大学研发能满足未来高功率射频和微波通信的下一代GaN技术，金刚石基氮化镓（GaN）微波器件，金刚石的主要功就是散热。而洛克希德·马丁开发的“太空篱笆”特意设计了数字发射和接收线性可替换单元（LRU），LRU位于冷板侧面，给GaN高功率放大器提供一个有效和直接的散热通道。

       器件异质集成。为了集成更高散热材料，比如金刚石，以及与成熟硅基CMOS技术结合，DARPA 对DAHI（Diverse Accessible Heterogeneous Integration）制造项目进行立项支持，项目成员汇集诺格公司、格罗方德半导体公司、HRL实验室和Nuvotronics公司等：每个公司提供自己最熟悉的产品和技术，汇集到其中某个芯片制造厂，实现集成和最大程度的性能优势“强强联合“。比如硅基化合物半导体材料（COSMOS）项目通过将InP异质结双极晶体管（HBT）与亚微米硅基CMOS实现异质集成， 诺格公司提供InP技术、格罗方德半导体公司提供硅基CMOS原料、HRL实验室提供GaN、Nuvotronics公司提供3D波导架构的高Q值无源滤波器，诺格公司提供集成制造设计包，将这些材料和器件汇集到诺格的芯片制造厂进行制造。前述的第三代半导体器件可与硅基低成本、高集成度、高复杂度的数字和模拟混合电路模块，以及高效散热衬底，异质集成一个完整的2~3维集成电路，充分发挥各种材料、器件与结构的优势。

       第三代半导体器件在国防上的应用和潜力还很大，限于作者见识和了解，只作以上部分介绍。发展第三代半导体科技，贡献“新国防”建设，第三代半导体科技和产业工作者任重道远，挑战与机遇并存！

     注：本文所有资源数据均来自图书、新闻报道、发表文献、公司网站和年报、政府部门网站及相关协会年报等渠道，不涉及涉密内容。感谢中国科学院半导体所颜伟博士的讨论，感谢数位专家的指点和勘误。本文主要用于非商业用途，仅代表个人观点。转载请说明来源。