承载使命引领未来天域团队为广东半导体产业添翼——专访东莞市天域半导体科技有限公司创新团队

自主研发核心技术9项、申请获得授权专利23项、发表国际论文40余篇……这是一个致力于第三代宽禁带碳化硅半导体外延材料及器件产业化的创新团队（以下简称天域创新团队），同时,她也是一个和谐共融、共同奋进的团队，她以推进我国碳化硅整体产业化为目标，以带动广东乃至我国电力电子技术变革为使命。今天，让我们走进第三代半导体碳化硅材料和器件研发及产、业化创新科研团队，从他们的所思所想，透析我省创新团队引进的现状，以及未来新型半导体的产业化格局。     

高效能半导体器件进展与展望

随着数字时代的不断发展,中国"3060碳战略"目标的确立,绿色低碳成为我国各行业发展主要导向,其中,高效能半导体器件发展应用成为推动汽车电子、电子信息、大数据中心等领域节能降耗的重要趋势.从硅、锗为代表的传统半导体材料到现在以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体材料,再到以金刚石、氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料,支撑半导体器件的性能不断提升,促进射频通信、高功率器件、照明器件等方面革新发展.主要介绍了宽禁带半导体和超宽禁带半导体的研究进展,分析了高效能半导体在射频通讯、汽车电子、航空航天、新型显示等新兴领域的应用前景,总结了目前超宽禁带半导体发展主要面临的难点问题,结合当前相关的研究成果,展望高效能半导体科研、技术及产业的发展趋势,对于我国半导体科技与产业发展都具有重要的指导意义.     

加强宽禁带半导体材料的研发与应用

 宽禁带（一般指禁带宽度>2.3 eV）半导体材料的研发与应用方兴未艾，正在掀起新一轮的热潮；其中碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）以高效的光电转化能力、优良的高频功率特性、高温性能稳定和低能量损耗等优势，成为支撑信息、能源、交通、先进制造、国防等领域发展的重点新材料。     

高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器

以碳化硅(SiC)和Ⅲ族氮化物为代表的宽禁带半导体是近年来国内外重点研究和发展的新型第三代半导体材料,具有禁带宽度大、导热性能好、电子饱和漂移速度高以及化学稳定性优等特点,用于工作于紫外波段的光探测器件具有显著的材料性能优势.宽禁带半导体紫外探测器的主要应用包括:国防预警、环境监测、化工和生化反应的光谱分析和过程检测、以及天文研究等.本文主要回顾近年来南京大学在此方面开展的一些代表工作,所涉及到的典型器件有:具有极低暗电流的AlGaN基日盲MSM紫外探测器、高量子效率AlGaN基日盲雪崩光电探测器、以及SiC基可见光盲紫外单光子探测器.     

天域半导体:聚焦核心技术攻关推动碳化硅半导体产业发展

第三代半导体碳化硅(SiC)作为典型的宽禁带半导体材料,因其优越的物理特性,非常适合在大功率、高温和高频环境下应用,也是目前产业化程度最高的三代半材料,其产品应用场景已覆盖电源/功率因数校正(PFC)、光伏、新能源汽车/充电桩、风能、轨道交通、智能电网等诸多领域.与传统的硅基器件相比,碳化硅制造出的电力电子器件体积更小...     

广东省第三代半导体创新发展刍议

第三代半导体是指以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体(禁带宽度大于2 eV),近年来扩展至氮化铝(AlN)、金刚石、氧化镓(Ga2O3)、氮化硼(BN)等超宽禁带半导体.相比于以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代半导体和以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第二代半导体,第三代半导体具有更大的禁带宽度和击穿电场、更高的工作频率和电子漂移饱和速度、更稳定的物理化学性质等优异特性,可满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及高辐射等恶劣条件的要求.第三代半导体是推动半导体集成电路产业实现"超越摩尔"的重要材料,是新一代通信、新能源汽车、轨道交通、智能电网、新型显示、航空航天等诸多高技术领域无可替代的"核芯",也是实现碳达峰、碳中和、以及新型基础设施建设等国家战略需要的重要环节,正逐渐成为全球各国取得竞争优势的战略高地.     

高压大功率碳化硅电力电子器件研制进展

 碳化硅电力电子器件已经成为国内外研究和产业化热点，在一些应用领域正在逐步取代硅基电力电子器件。概述了碳化硅材料和器件的特性，即具有高工作电压、高效率、高工作温度等优势。综述了国际上碳化硅电力电子器件技术的发展现状，其中中低压器件发展已逐渐成熟，高击穿电压器件研究成果展现出由碳化硅材料特性预测的性能优势。展示了宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室在该领域取得的最新技术进展，建立了600~3300 V碳化硅肖特基二极管和MOSFET产品技术，研制出国际先进水平的高压碳化硅MOS-FET和IGBT。     

半导体SiC材料研究进展及其应用

作为第三代的半导体材料,SiC具有带隙宽,热导率高、电子的饱和漂移速度大,临界击穿电场高和介电常数低,化学稳定性好等特点,在高频、大功率、耐高温,抗辐照的半导体器件及紫外探测器等方面具有广泛的应用前景。文章综述了碳化硅的发展历史,介绍了SiC材料的生长工艺技术,并简要讨论了SiC器件主要应用领域和前景。     

第三代半导体产业发展与趋势展望

 第三代半导体是全球半导体技术研究前沿和新的产业竞争焦点。综述了第三代半导体发展现状、中国对第三代半导体产业的科技支持政策及当前面临的风险和存在的问题。阐述了第三代半导体产业技术创新战略联盟的探索实践,包括推动产学研用创新联合体对接国家重大项目、推动国家级公共平台和产业创新生态建设、制定团体标准并推动相关检测平台建设、通过创新创业服务促进大中小企业融通发展、精准深度国际合作等。针对当前国际形势及中国第三代半导体产业面临的机遇和挑战,提出5点建议：尽快启动国家2030重大项目,通过国家第三代半导体技术创新中心形成合力,瞄准国家重大需求,探索新型举国体制;夯实支撑产业链的公共研发与服务等基础平台;加速推动产业生态环境的完善;组织实施应用示范工程,充分发挥需求端对产业的带动作用;构建科技资本网链,实现国家信用对研发链、产业链和资本链的拉动。     

宽禁带半导体 中国科学家谈科学

宽禁带半导体,突破了第一、二代半导体材料的居里温度远低于室温的困境,在高温、大功率应用中有很大的潜力。在同一材料体系实现非易失性自旋存储和电、光信号处理器件的集成,将成为宽禁带半导体微电子发展的远期目标。     

第三代半导体辐射探测器研究进展

 以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、金刚石等为代表的第三代半导体具有大的禁带宽度、高击穿电场、高饱和电子速率、高热导率以及具有高的位移阈能,耐高温、耐辐照能力,在核装置运行监测、空间探测、高能粒子物理探测等领域具有重要的应用潜力。介绍了第三代半导体的相关性质、辐射探测器主要制备方法以及不同类型辐射探测器的研究进展,展望了第三代半导体在辐射探测方面的发展趋势。提出第三代半导体辐射探测器的出现必然会促进核科学、空间探测、粒子及高能物理等方面的研究,对于国家提升核心竞争力具有重要的推动作用。     

碳化硅电力电子器件及其在电力电子变压器中的应用

随着“坚强智能电网”建设的不断深化以及“泛在电力物联网”概念的提出,硅基电力电子器件以及电力电子化装置正面临着新的挑战。以碳化硅基为代表的宽禁带功率半导体器件,因其高耐压、高耐温、高频开关等优良特性,在中高压领域前景广阔。其典型应用之一即因硅基器件耐压水平有限而难有突破的电力电子变压器。电力电子变压器除了能实现传统工频交流变压器的电压变换和电气隔离功能之外,还在故障切除、功率调控、分布式可再生能源接入等方面有独特优势。本文首先对碳化硅电力电子器件的研究与发展作简要概述,而后对电力电子变压器的发展进行了简单梳理。最后,重点介绍了几种典型的应用碳化硅器件的电力电子变压器,以便相关研究的进一步开展。     

基于氮化镓器件的LLC谐振变换器的驱动波形优化及损耗分析

随着第三代半导体器件氮化镓器件的逐渐成熟,使进一步提高直流电-直流电(DC-DC)变换器效率成为可能。探讨了氮化镓栅极正向阈值电压较小和具有反向导通能力的特性,并针对这些特性设计了新的驱动方式。之后从变换器损耗的角度,提出了基于损耗分析的最小损耗时的死区时间,确定了驱动波形的具体参数。并优化设计了主要磁性元件的设计流程以减小涡流损耗。经过仿真软件验证结论后最终给出了设计参数,并制作出了高效率的试验样机,证明了使用新型驱动电路的氮化镓LLC变换器高效、工作稳定。     

A Research Review on Strategic Alliance of Industrial Technology Innovation

As technological innovation has been taking a predominant role in today 's industry,strategic alliance of industrial technology innovation is an expansion in the layer of technological development and strategic alliance industry.In China,the national innovation system hasn 't been perfect yet,strategic alliance of industrial technology innovation is still a new-born object which needs further theoretical studies and practical explorations.     

车用大功率电力电子器件研究进展

 车用电机驱动变流器是电动汽车电机驱动的关键部件,大功率电力电子器件是其核心。对比分析了国内外电动车辆用电机驱动变流器的拓扑结构、变流器控制特点及体积功率密度等关键指标,指出车用电机驱动变流器的技术创新重点在于硅基绝缘栅双极性晶体管(IGBT)芯片及封装技术持续改进碳化硅(SiC)器件的应用。综述了硅基IGBT芯片的演进和IGBT模块封装技术的创新,介绍了碳化硅器件的技术特点。     

中国核能科技“三步走”发展战略的思考

 核能作为中国的战略产业,通过坚持创新驱动战略,正在不断转型升级。聚焦于发电方向,中国推出自主三代压水堆技术,在快堆、高温气冷堆等具备第四代特征的核电技术方向实现突破,作为核心成员参加国际ITER 计划并顺利推进采购包计划,为“热堆-快堆-聚变堆”三步走奠定了坚实的基础。本文在总结阶段性核能产业科技发展基础上,提出了“十三五”乃至更长时期,落实“三步走”战略的发展趋势和技术方向,特别是对如何实现“热堆-快堆”第二步跨越、实现“快堆和聚变”第三步跨越进行了思考,并展望了未来核能科技发展的前景。     

中国核能现代化发展战略

 中国自主三代核电品牌开发不断取得突破、先进核能系统创新稳步持续推进，核能对中国能源清洁低碳转型和整体创新发展的战略支撑作用已充分体现。面对党中央和国务院对中国能源中长期发展的重大战略决策，面向2035年，对标全球技术发展趋势，主动应对复杂国际形势，紧密结合核能与经济社会发展及其能源供应需求、构建清洁低碳安全高效的能源体系和构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统（“两个构建”）的发展路径，开展能源领域核能发展战略的多种情景研究，依据行业发展规律，总结提出中国核能产业现代化发展的标志和路径建议。重点围绕行业内部在实现零碳规模化发展、核能引领科技创新、实现核燃料闭式循环和长远发展等方面的发展趋势分析，提出核能现代化发展战略目标；在新型电力系统安全稳定运行、拓展核能供应体系多样化保障城镇化、核能工艺热助力能源消费领域实现能效提升、核能制氢和构建低碳复合能源系统促进能源向资源转型等领域进行发展情景预测，力争用15年左右的时间基本实现核能产业现代化，并在更长时间内支撑中国“双碳”等战略目标实现。     

氮化硅陶瓷添加剂和制备工艺的研究进展

随着对氮化硅陶瓷研究的不断深入,其热学性能、介电性能有了极大的改善,使之可应用在电子器件等领域。总结了制备氮化硅陶瓷材料所使用的烧结助剂,包括氧化物烧结助剂、非氧化物烧结助剂和其他烧结助剂;比较了氮化硅陶瓷材料的烧结方式,包括热压烧结、气压烧结、放电等离子烧结、无压烧结和反应烧结;论述了与氮化硅相关的复合材料的研究进展;展望了氮化硅陶瓷材料研究的发展趋势。