抢占研发制高点，半导体新材料有望弯道超车

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举行，在18日举行的年会主论坛上，多位院士向在场的2000余名观众分享了未来电子信息产业发展的亮点、趋势，其中半导体新材料成为不少与会专家重点关注的内容。

宽禁带半导体已大规模应用

在中国加速推进碳达峰、碳中和的背景下，能大幅降低电力传输中能源消耗的宽禁带半导体正成为中国半导体行业研究的重点。

中国科学院院士、中国电子学会副理事长、西安电子科技大学教授郝跃称，目前宽禁带半导体已经在汽车、健康等领域得到了大规模应用。例如，在汽车领域，运用宽禁带半导体之后，电动汽车可在同样电力驱动下行驶更长的里程。

郝跃还预测，6G通信2030年或将会进入产业化，未来宽禁带半导体将释放巨大市场潜力和强大发展动力。

为进一步占领宽禁带半导体研发的制高点，中国还在2020年成立了宽禁带半导体器件与集成电路国家工程研究中心，目前已经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。

“中国已经提出了‘3060碳排放目标’，也让宽禁带半导体有了更加广阔的前景。当然我们还需要不断努力，在电力总量攀升的同时降低传输过程中的消耗，推动碳达峰、碳中和目标早日实现。”郝跃说。

碳基技术有望取代硅基技术

中国科学院院士、北京大学教授彭练矛表示，随着芯片制造工艺逼近2纳米，硅基芯片材料的潜力已基本被挖掘殆尽，无法满足行业未来进一步发展的需要，启用新材料是公认的从根本上解决芯片性能问题的出路。

彭练矛指出，碳纳米管拥有完美的结构、超薄的导电通道、极高的载流子迁移率和稳定性，未来有望取代传统的硅基集成电路技术。面向后摩尔时代，中国现已基本解决碳纳米管面临的挑战，实现了整套的碳纳米管集成电路和光电器件制备技术，同时也在碳纳米管的无掺杂技术研究方面取得重大突破，使得我国在碳基芯片的基础研究方面迈入全球发展前列。

畅想未来，彭练矛认为碳基技术有望全方位影响现有半导体产业格局。我国应抓住这一历史机遇，从材料开始，总结过往经验，通过发展碳基芯片，实现中国芯片的弯道超车。现有研究已证明，碳基集成电路拥有超越硅基的潜力，亟待解决的则是产业领域的工程性问题，实现技术的落地与实用化。