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发展第三代半导体,别让基础研究成“绊脚石”

2018-11-13 09:46:32来源:中新网

发展第三代半导体,别让基础研究成“绊脚石”

“宽禁带半导体就像一个小孩,还没长好就被拉到市场上去应用。”在11月8日至9日召开的香山科学会议上,中科院院士、中科院半导体所研究员夏建白打的比方引起不少与会专家的共鸣。

夏建白所说的宽禁带半导体又被称为第三代半导体,氮化镓、碳化硅、氧化锌、金刚石等材料是其主要代表。

如果说以硅为代表的第一代半导体是集成电路的基石,第二代半导体如砷化镓促成了信息高速公路的崛起的话,那么第三代半导体材料技术正在成为抢占下一代信息技术、节能减排及国防安全制高点的最佳途径之一,是战略性新兴产业的重要组成内容。

现在的问题是,快速发展的第三代半导体相关产业,特别是深紫外发光和激光领域被基础研究绊住了脚。

上帝的礼物还是难题?

如果你依然对第三代半导体材料感到陌生,可以抬头看看家中无处不在的LED(发光二极管)灯。

氮化镓基蓝光LED的发明使高效白光LED照明得以实现,引起了人类照明光源的又一次革命。日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二也因该工作获得了2014年诺贝尔物理学奖。

北京大学物理学院教授沈波说,氮化镓基蓝光LED的发明就像“上帝的礼物”降临人间,然而随着相关应用快速推向市场,人们逐渐发现,这个礼物里藏着很多难题。

难题何来?

夏建白告诉记者,第一代半导体硅经过几十年的发展,产业发展和基础研究齐头并进,基础扎实。相比之下,日本人开始研究第三代半导体时,很多人认为氮化镓材料的缺陷太多,难以做成高效光电器件。没想到日本竟然把蓝光LED做出来了,紧跟着就是市场的快速爆发。

“市场发展非常快,基础研究却跟不上了。”夏建白说,这是目前第三代半导体发展面临的困境。

中科院长春光学精密机械与物理研究所研究员刘可为把氮化镓基蓝光LED的发明比作做蛋糕。蛋糕做出来了,它的美味得到市场认可,但其中很多原理却不太清楚,因此当市场需要更美味的蛋糕时,遇到了麻烦。

市场倒逼基础研究加速

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关键字:半导体照明,基础研究,夏建白,宽禁带半导体,高频大功率

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