近日，美國今日半導(dǎo)體網(wǎng)站報道，美國陸軍已與美國萊斯大學(xué)簽署了一項為期五年，價值3000萬美元的合作協(xié)議，共同研究下一代無線網(wǎng)絡(luò)和射頻電子產(chǎn)品，為美軍提供更先進(jìn)的情報、監(jiān)視和偵察能力。其中包括用金剛石材料作為改進(jìn)射頻電子技術(shù)中GaN的超寬帶隙替代品。

       研究團(tuán)隊由美國陸軍研究實驗室和萊斯大學(xué)的人員組成。為了改善射頻電子產(chǎn)品的性能，該團(tuán)隊將開發(fā)氮化鎵超寬帶隙的后繼產(chǎn)品。研究團(tuán)隊首先將在萊斯大學(xué)建立實驗性生產(chǎn)設(shè)施，用于生長超純金剛石薄膜以及射頻電子原型器件可能用到的其他異質(zhì)材料結(jié)構(gòu)。

       美國陸軍研究實驗室的研究人員表示：“希望通過相關(guān)研究，有助于實現(xiàn)在需要時能夠隨時隨地迅速部署的安全而且強(qiáng)大的軍用通信網(wǎng)絡(luò)，為此目的而開發(fā)的技術(shù)也將有助于改善美國農(nóng)村寬帶網(wǎng)絡(luò)，減少對自然災(zāi)害的響應(yīng)時間，并為在線教育提供新的機(jī)會等，從而使民用領(lǐng)域獲得好處?！蓖瑫r，隨著金剛石半導(dǎo)體的合成、摻雜、生產(chǎn)技術(shù)的成熟，將會對高端制造業(yè)及前沿高新技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生顯著影響，包括更快的超級計算機(jī)、先進(jìn)的雷達(dá)和電信系統(tǒng)、以及下一代航空航天電子設(shè)備等。 

       金剛石——終極半導(dǎo)體

       半導(dǎo)體是電子產(chǎn)品的核心，亦被稱為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”：一代技術(shù)依賴于一代工藝，一代工藝依賴一代材料和設(shè)備來實現(xiàn)。半導(dǎo)體材料處于整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)，直接影響下游產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量和競爭力。

       金剛石是碳結(jié)晶為立方晶體結(jié)構(gòu)的一種材料。在這種結(jié)構(gòu)中，每個碳原子以“強(qiáng)有力”的剛性化學(xué)鍵與相鄰的4個碳原子相連并組成一個四面體。金剛石晶體中，碳原子半徑小，因而其單位體積鍵能很大，使它比其他材料硬度都高，是已知材料中硬度最高(維氏硬度可達(dá)10400kg/mm2)。

       金剛石材料還具有禁帶寬度大(5.5eV)；熱導(dǎo)率高，最高達(dá)120W/cm·K(-190℃)，一般可達(dá)20W/cm.K(20℃)；傳聲速度最高，介電常數(shù)小，介電強(qiáng)度高等特點。金剛石集力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、耐蝕等優(yōu)異性能于一身，是目前最有發(fā)展前途的半導(dǎo)體材料。依據(jù)金剛石優(yōu)良的特性，應(yīng)用十分廣泛，除傳統(tǒng)的用于工具材料外，還可用于微電子、光電子、聲學(xué)、傳感等電子器件領(lǐng)域。因此，金剛石也被稱為“終極半導(dǎo)體”材料。

       歷史上的兩次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了兩批國際巨頭：20世紀(jì)70年代，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從美國轉(zhuǎn)移到日本，造就了富士通、東芝等頂級半導(dǎo)體企業(yè)；20 世紀(jì) 80 年代中后期，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移向韓國、中國臺灣，三星、臺積電等企業(yè)誕生。如今，中國已成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第三次轉(zhuǎn)移的核心地區(qū)，即將迎來半導(dǎo)體行業(yè)黃金發(fā)展期。

       半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是資金、技術(shù)和人才密集型產(chǎn)業(yè)，具有技術(shù)門檻高、研發(fā)投入大、周期長等特點。根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，目前在國內(nèi)半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)國產(chǎn)材料的使用率不足15%，先進(jìn)工藝制程和先進(jìn)封裝領(lǐng)域，國產(chǎn)化率更低。政策扶持、資金支持對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常重要。

       繼2017年國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》后，《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020年）》又吹響了半導(dǎo)體芯片前進(jìn)的號角。

       國家發(fā)改委最新發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》首次把功能性人造金剛石列入鼓勵類，突顯了國家對金剛石作為功能材料、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重視程度。

       繼2014年國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金啟動一期投資后，2019年10月22日，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期股份有限公司正式注冊成立，注冊資本高達(dá)2041.5億。

       在未來科技世界，5G、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)帶來的新應(yīng)用場景將為金剛石半導(dǎo)體提供大顯身手的廣闊舞臺，這也將再掀金剛石產(chǎn)業(yè)發(fā)展新熱點、新高度。

       由中國超硬材料網(wǎng)與DT新材料主辦的第四屆國際碳材料大會金剛石論壇即將于11月26日在上海拉開大幕，屆時主辦方傾力打造金剛石半導(dǎo)體“人才、技術(shù)、融資”高地，名家大咖圍繞金剛石半導(dǎo)體及其應(yīng)用展開深度探討與精彩對話。

四屆國際碳材料大會暨產(chǎn)業(yè)展覽會

Carbontech 2019

2019年11月26-29日 

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參會聯(lián)系

中國超硬材料網(wǎng)：

劉小雨：13837111415

李君瑤：15713673960

DT新材料

王僑婷：13649160039

李蕊：18657495805