2024年11月18-21日，第十屆國際第三代半導體(ti) 論壇&第二十一屆中國國際半導體(ti) 照明論壇(IFWS&SSLCHINA2024)在蘇州盛大召開。由院士領銜，來自產(chan) 業(ye) 鏈各環節的超千人代表出席了開幕大會(hui) 。開幕式上，舉(ju) 行了一係列活動，2024年度中國第三代半導體(ti) 技術十大進展正式揭曉，備受關(guan) 注。

　　第三代半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 技術創新戰略聯盟理事長、國家新材料產(chan) 業(ye) 發展專(zhuan) 家谘詢委員會(hui) 委員吳玲發布2024年度中國第三代半導體(ti) 技術十大進展。

　　2024年，我國第三代半導體(ti) 技術與(yu) 產(chan) 業(ye) 發展日新月異。在快速變化的浪潮中，為(wei) 了更好的把握行業(ye) 前沿、凸顯具有影響力和突破性的進展，為(wei) 行業(ye) 發展提供清晰視角，激勵更多創新，大會(hui) 程序委員會(hui) 倡議，啟動2024年度中國第三代半導體(ti) 技術十大進展評選活動，截止11月10日通過自薦、推薦和公開信息整理等途徑，共收到備選技術39項，經程序委員會(hui) 投票、綜合評議最終確定10項技術進展。

　　第三代半導體(ti) 技術與(yu) 產(chan) 業(ye) 正飛速發展，也為(wei) 業(ye) 界帶來了黃金機遇。技術突破將帶來性能卓越的產(chan) 品，產(chan) 業(ye) 發展將催生大量合作，助力開拓出更多的新興(xing) 市場。

　　附：2024年度中國第三代半導體(ti) 技術十大進展(排名不分先後)

　　(一)6-8英寸藍寶石基氮化镓中高壓電力電子器件技術實現重大突破

　　西安電子科技大學廣州第三代半導體(ti) 創新中心團隊成功攻克了6-8英寸藍寶石基GaN電力電子器件的外延、設計、製造和可靠性等係列難題，提出了新型低翹曲超薄外延異質結構和Al2O3/SiO2複合介質鈍化方法，實現1200V和1700 V高性能 GaN HEMT中試產(chan) 品開發，通過HTRB、HTGB等可靠性評價(jia) ，成果應用於(yu) 致能科技等公司係列產(chan) 品中，顯著推動藍寶石基GaN成為(wei) 中高壓電力電子器件方案的有利競爭(zheng) 者。

　　(二)垂直注入鋁镓氮基深紫外發光器件的晶圓級製備

　　針對深紫外LED電光轉換效率低下的難題，北京大學團隊提出了一種基於(yu) GaN/藍寶石模板的深紫外LED製備新技術路線，通過高Al組分AlGaN層預置裂紋，實現器件結構層與(yu) GaN層的應力解耦，得到表麵無裂紋的深紫外LED晶圓，同時預置裂紋可有效緩衝(chong) 剝離過程中的局部應力。該技術路線充分利用了Ga金屬滴在激光剝離過程中為(wei) 液態的優(you) 點，采用常規的355 nm短波長激光器實現了深紫外LED外延結構2-4英寸晶圓級無損傷(shang) 剝離，並成功製備出垂直注入器件，200 mA注入電流下，發光波長280 nm的深紫外LED光輸出功率達65.2mW。相關(guan) 成果發表於(yu) 《Nature Communications》上。

　　(三)基於(yu) 銦镓氮紅光Micro-LED芯片的全彩顯示技術

　　南京大學、廈門大學、合肥工業(ye) 大學和沙特阿卜杜拉國王科技大學聯合攻關(guan) 氮化镓基高銦組分紅光材料及其Micro-LED器件技術，采用分子束外延製備出高電注入效率的隧道結紅光Micro-LED器件。相關(guan) 成果發表在《Applied Physics Letters》上，並選為(wei) Editor’s Pick。進一步與(yu) 天馬微電子公司合作，研製出國際上第一塊基於(yu) 銦镓氮基紅綠藍Micro-LED芯片的1.63寸、像素密度達403 PPI的TFT驅動全彩顯示屏，完成了Micro-LED全彩顯示方案的新技術驗證。

　　(四)高功率密度、高能效比深紫外Micro-LED顯示芯片

　　香港科技大學、南方科技大學、國家第三代半導體(ti) 技術創新中心(蘇州)、思坦科技等單位通過長期聯合攻關(guan) ，基於(yu) 高功率密度、高像素密度、低功耗的深紫外Micro-LED顯示芯片實現了深紫外Micro-LED無掩膜光刻技術，搭建了無掩膜光刻原型機平台並製備首個(ge) 深紫外Micro-LED無掩膜曝光的Micro-LED器件，將紫外光源和掩膜板圖案融為(wei) 一體(ti) ，在短時間內(nei) 為(wei) 光刻膠曝光提供足夠的輻照劑量，為(wei) 產(chan) 業(ye) 發展開創了一條新路徑，相關(guan) 成果發表在《Nature Photonics》。

　　(五)氮化镓缺陷引起的局域振動的原子尺度可視化

　　針對氮化物半導體(ti) 中與(yu) 缺陷相關(guan) 的局域振動模難以分析表征的問題，北京大學團隊與(yu) 美國橡樹嶺國家實驗室合作，使用掃描透射電子顯微鏡-電子能量損失譜技術，結合高角環形暗場成像及EELS譜與(yu) 第一性原理計算，精確識別了氮化镓中層錯缺陷的原子結構，並觀測到相關(guan) 的三種聲子振動模式：局域缺陷模式、受限體(ti) 模式和完全擴展模式。相關(guan) 研究實現了氮化物半導體(ti) 中缺陷相關(guan) 的聲子模式分辨，並為(wei) 氮化物半導體(ti) 器件的熱管理技術發展提供了新的思路。相關(guan) 成果發表在《Nature Communications》上。

　　(六)千伏級氧化镓垂直槽柵晶體(ti) 管

　　中國科學技術大學團隊針對氧化镓缺乏有效p型摻雜導致難以實現增強型垂直結構晶體(ti) 管的難題，通過優(you) 化後退火工藝實現氮替位激活和晶格損傷(shang) 修複，研製出千伏級氧化镓垂直槽柵晶體(ti) 管，為(wei) 實現麵向應用的高性能氧化镓晶體(ti) 管提供了新思路。該成果發表於(yu) 第36屆國際功率半導體(ti) 器件和集成電路會(hui) 議，並獲得了大會(hui) 唯一最佳海報獎。

　　(七)2英寸單晶金剛石異質外延自支撐襯底實現國產(chan) 化

　　西安交大研究團隊采用微波等離子體(ti) 化學氣相沉積技術，成功實現2英寸異質外延單晶金剛石自支撐襯底的國產(chan) 化。通過對成膜均勻性、溫場及流場的有效調控，提高了異質外延單晶金剛石成品率。襯底表麵具有台階流生長模式，可降低襯底的缺陷密度，提高晶體(ti) 質量。XRD(004)、(311)搖擺曲線半峰寬分別小於(yu) 91弧秒和111 弧秒，為(wei) 金剛石的半導體(ti) 應用奠定了基礎。

　　(八)8英寸碳化矽材料和晶圓製造實現產(chan) 業(ye) 化突破

　　成本與(yu) 有效產(chan) 能是阻礙碳化矽進入大規模應用的關(guan) 鍵性問題，從(cong) 6英寸向8英寸轉型升級已成為(wei) 產(chan) 業(ye) 發展的大勢所趨。國內(nei) 多家材料企業(ye) 實現8英寸產(chan) 業(ye) 化技術突破，形成供貨能力。國內(nei) 8英寸碳化矽晶圓製造線工藝技術通過產(chan) 品流片驗證，正式開啟碳化矽8英寸進程。

　　(九)國產(chan) 車規級碳化矽MOSFET器件實現新能源汽車電驅應用

　　實現車規級碳化矽材料、器件設計、工藝加工和模塊封裝全鏈條技術突破，關(guan) 鍵指標對標國外量產(chan) 產(chan) 品典型技術水平。采用國產(chan) 碳化矽MOSFET的電驅係統通過汽車企業(ye) 驗證，應用數量超千台。

　　(十)氮化镓基藍光激光器關(guan) 鍵技術取得產(chan) 業(ye) 化突破

　　氮化镓基藍光激光器關(guan) 鍵技術取得產(chan) 業(ye) 化突破：氮化镓單晶襯底形成以中科院蘇州納米所、南京大學、蘇州納維、東(dong) 莞中镓、上海镓特等為(wei) 代表的產(chan) 學研方陣，產(chan) 品達到國際先進水平，國產(chan) 化率達到50%以上;蘇州镓銳、颶芯科技、三安光電等均推出藍光激光器產(chan) 品，室溫連續工作3安培電流下光功率5瓦，WPE效率超過41%，60度條件下加速老化外推壽命大於(yu) 2萬(wan) 小時。

編輯：沈露