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作为近年来迅速发展起来的以碳化硅、氮化镓为代表的先进半导体材料,第三代半导体材料具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高及抗辐射能力强等优点,是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”,在半导体照明、新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景,可望成为支撑信息、能源、交通、国防等重点产业发展的重点新材料,也是全球半导体产业技术创新和产业发展的热点。
随着近年在材料、器件、工艺和应用方面的一系列技术创新和突破,第三代半导体走到了从研发到产业的拐点,政府、科技界和产业界对其未来发展都寄予了很高期望。科技部在“十二五”期间紧急启动第三代半导体项目;在“十三五”规划中将第三代半导体列为国家重点支持的战略性新兴产业之一。地方政府也非常重视半导体产业的发展,北京市已连续在两个五年计划中将第三代半导体的发展作为重要发展方向。
材料发展带动产业升级
第一代半导体的主要材料是硅、锗等元素。硅解决的是计算、存储的问题,就像人的大脑一样,而以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体就像人的肢体和神经系统,它们是互补关系,而不是替代关系。第三代半导体材料面对创新驱动国家战略、满足能源、信息、国防等重大需求,特别是在应对气候变化、产业升级中传统材料与技术已无法满足对器件的高频、高压、高可靠性的需求应运而生;也是产业不断升级过程中要提高能效、降低能耗,并且向小型化、轻量化发展的必然要求。第三代半导体是人类社会实现绿色、低碳、智能和可持续发展中不可或缺的先进半导体材料。
在半导体照明方面,基于第三代半导体材料的LED在2008年北京奥运会开幕式上“闪亮登场”,在水立方、鸟巢设计中应用,让大众开始了解半导体照明。现在随着全光谱、智能化LED的成熟,人们对照明的消费需求不再局限于灯具,而是追求一种健康、舒适的光环境,以及在通讯、农业、医疗等方面更加广泛的应用。
面对新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等产业的快速发展,第三代半导体迎来了发展的机遇,随着技术的逐步成熟和应用市场的启动,这一产业将迎来未来发展的无限前景。
推动产业有序发展
发展第三代半导体产业的机遇与挑战并存。虽然我国整体技术水平与国际先进水平还有一定差距,但中国的制造工业和产业配套已经有了很大进步,特别是巨大的、多元性的市场规模为技术和产业提供了机会,人才也开始回流,这给第三代半导体的发展提供了良好的发展环境和基础条件。中国想抓住第三代半导体材料发展的机会,掌握发展的话语权,必须认识到我国在新材料产业的创新发展模式和体制机制上存在的问题:研发碎片化、企业散;产业链不通;缺乏统筹部署、协同发展的利益共同体以及政策合力;缺乏开放的、国际化的、体制机制创新的公共研发和服务平台及产业化中试平台;产业体系和创新环境有待完善。
为推动我国第三代半导体材料及器件研发和相关产业发展,聚焦国家战略,满足绿色、低碳、智能的市场发展需求,第三代半导体产业技术创新战略联盟应运而生。联盟从推动示范,打通研发到应用链条,到共建产学研研发平台、制定标准,再到组建基金、建立专业性孵化器和众创空间,推动南北两大产业基地的建立,联盟主要围绕产业链构建创新链,对接资本链,推动产学研合作以及跨界应用的开放协同创新,构建产业生态体系。联盟在产学研、上下游深度合作的过程中,积极探索一种市场化的从利益共同体到命运共同体的发展模式,依托联盟“抱团发展”。希望可以抓住换道超车的历史性机遇,全国一盘棋,实现创新驱动发展,抢占产业发展制高点,重构全球半导体产业格局。
2017年是中国“十三五”战略规划实施的第二年,也是我国需求侧升级、供给侧改革的关键一年。中国的第三代半导体正处在产业化发展的重要拐点,如何聚焦国家战略需求,构建以应用为牵引的第三代半导体创新链和产业链,如何充分利用最佳窗口期,统筹部署,多元联动,创建面向全球竞争的国家重大创新基地,是我们需要共同面对的问题。
(根据第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲访谈整理。整理人:周楠)
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GMT+8, 2024-12-27 15:57
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