圆满落幕！谁将是下一代功率半导体材料？12月5日，宽禁带半导体与创新应用论坛，Carbontech，陪伴行业发展

DT半导体材料 2024-12-10 17:41 344浏览 0评论 0点赞

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Part.I

感谢支持！Carbontech 2024 成功举办

12月5-7日，一年一度的碳材料产业盛会在上海新国际博览中心圆满落幕。

第八届国际碳材料大会暨产业展览会（Carbontech 2024）由DT新材料联合北京先进材料产业促进会、中国超硬材料网、甬江实验室、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等众多单位携手打造，为期3天，150+嘉宾，800+单位，40000+观众，2000+碳材料领域最顶尖的专家、学者、企业家及政府代表齐聚上海，围绕“宽禁带半导体、金刚石、超精密加工、碳纤维、新能源碳、石墨烯等专题展开深入探讨，携手共助碳材料前沿科技与产业的发展！

Carbontech 2024针对半导体与加工主题，设置3个论坛：宽禁带半导体与创新应用论坛、金刚石前沿应用论坛、超硬材料与超精密加工论坛，针对第三代半导体、第四代半导体研发和产业化难题进行深入交流，从市场应用需求倒推，深度剖析行业发展问题，将从多元视角，共同共商“材料——器件——加工——应用”产业链，推动碳科技新质生产力进程。

Carbontech

Part.II

宽禁带半导体与创新应用论坛

走在科研前列，从科学问题到工程问题，从科学研究到技术创新，从学术到应用到产业需要走过哪些历程？

第三、四代半导体产业如何优化工艺及降本增效？

谁将是下一代功率半导体材料？

Carbontech 2024宽禁带半导体与创新应用论坛邀请中国电子科技集团有限公司原副总经理，赵正平研究员、西安交通大学，王宏兴教授、南方科技大学深港微电子学院院长，于洪宇教授、大连理工大学，王德君教授、江南大学，敖金平教授、浙江工业大学，胡晓君教授、哈尔滨工业大学，王晨曦教授、中国电子科技集团有限公司第四十六所，董刚高级工程师、北京青禾晶圆半导体技术有限责任公司，郭超副总经理、合美半导体（北京）有限公司，王彬总经理、重庆鬃晶科技有限公司，梁赫总经理，围绕金刚石（Diamond）、碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等新型宽禁带半导体材料及器件应用，最新科研进展及产业发展难题，进行详细剖析探讨。

开幕式上，中国电子科技集团有限公司原副总经理，赵正平研究员，开幕致辞。

赵正平研究员表示，在全球积极倡导绿色发展、推动能源转型的大背景下，碳科技凭借其独特的性能和广泛的应用潜力，成为了构建可持续未来的关键力量。以新能源汽车产业为例，碳材料及其相关技术在其中发挥着不可或缺的作用。碳化硅（SiC）等宽禁带半导体材料在新能源汽车的功率模块中应用日益广泛，有效提升了电力转换效率，降低了能量损耗，助力新能源汽车实现更长续航里程。同时，碳复合材料在汽车轻量化结构件中的应用，不仅减轻了车身重量，提高了能源利用效率，还在一定程度上提升了车辆的操控性能和安全性能。

在半导体芯片领域，随着大数据、人工智能、物联网等新兴技术的蓬勃发展，对高性能、低功耗芯片的需求持续攀升。当前，半导体芯片制程工艺不断逼近物理极限，传统硅基材料面临着诸多挑战。而碳材料，尤其是以金刚石为代表的超硬材料，因其卓越的物理性能，如超高的热导率、高硬度、高电子迁移率等，为突破芯片性能瓶颈带来了新的希望。国际上，众多研究机构和企业纷纷加大在碳基半导体领域的研发投入，积极探索金刚石等碳材料在芯片散热、高频高速器件等方面的应用。

大连理工大学，王德君教授，分享《第三代半导体表面处理技术及装备》，表示当前，SiC MOSFET器件制造存在可靠性问题，成为产业发展瓶颈，其中栅氧技术及装备是业界关注的焦点。

相比于Si半导体，SiC半导体通过湿法清洗后其表面依然存在碳残留和表面缺陷等突出问题，影响器件性能和可靠性。针对此问题，王德君教授团队开发了第三代半导体表面干法处理技术及装备，利用高密度超低能量损伤等离子体技术，支持第三代半导体SiC、GaN、AlN和蓝宝石等半导体表面处理，栅氧化前处理、栅氧化后处理、欧姆电极金属化前处理、外延前处理等工艺优化和制程升级，为产业优化工艺制程提供理论和技术基撑。

西安交通大学，王宏兴教授，分享《金刚石半导体材料与器件的新进展》。王宏兴教授从金刚石晶圆材料与器件国际最新进展着手分析目前产业发展难点，目前西安交通大学团队同步开展了金刚石半导体相关材料与器件的研发与生产工作，并成立西安德盟特半导体科技有限公司。王宏兴教授表示，目前行业内英寸级单晶金刚石衬底已经研制成功并投入生产。但其质量应进一步提高，以满足器件设备的应用要求。同时，金刚石基射频MOSFET及功率器件已经研制成功并进入实用化阶段。另外，多晶金刚石层直接生长在GaN上，具有更高的热导率和更低的空隙，可有效提高GaN的散热性能。这些进展为金刚石半导体产业化提供有力推进作用。

江南大学，敖金平教授，分享《基于氮化镓半导体技术的微波无线供电技术》。敖金平教授表示，微波无线输能技术将电能转化为微波，通过天线远距离发射，在介质或自由空间中定向地传输到接收目标，经过微波整流环节后对负载进行直流供电，可实行远距离、大容量电能的定向传输。敖金平教授团队针对中低功率微波整流（接收）应用，设计和制造了准垂直结构的GaN微波肖特基二极管。源于优秀的二极管器件性能和精确的微波电路设计，在不同的传输频率下，完成了几米到几十米距离的传输实验，为微波无线输能技术的推广应用打下了坚实的技术基础。

南方科技大学，深港微电子学院院长，于洪宇教授，分享《Si基GaN器件及系统研究与产业前景》。于洪宇院长报告中分享道，以 GaN 为代表的第三代半导体材料及器件具有优良的高温高压及高频特性，被认为是新一代技术、能源效率和智能制造的关键支柱，欧美日等均将第三代半导体纳入国家发展战略规划，并在相关技术热点布局市场。中国第三代半导体产业后起发力强劲，国家“十四五”规划布局第三代半导体，各部委部署研发及产业化支持政策，地方政府积极推动技术创新及产业化:目前已形成了以长三角、珠三角等为代表的产业集群，并在全国布局国家第三代半导体技术创新中心。南方科技大学团队在 Si基 GaN 器件及其功率和射频系统应用方向取得了一系列研究成果。

重庆鬃晶科技有限公司，梁赫总经理分享《以碳化硅为代表的第三代半导体产业演进及未来趋势》。梁赫总经理表示，随着第一代硅基半导体接近物理极限，以碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体作为新一代半导体材料，因其出色的耐高温、耐高压、低损耗等特性，在电力电子、新能源汽车、航空航天等领域展现出巨大的应用潜力。从发展趋势来看，随着新能源汽车、智能电网等领域的快速发展，对大尺寸、高质量碳化硅晶体的需求将持续增长。在新的发展机遇下，整个化合物半导体行业正在紧跟下游需求，不断突破技术瓶颈，带动全产业链融合发展。

浙江工业大学，胡晓君教授，分享《金刚石薄膜的制备与电学性能研究》。报告中指出，面向国家在宽禁带半导体材料的重大需求，开展金刚石的制备新方法、n型掺杂、光电性能、器件研制及应用等研究，是行业发展迫切需求。浙江工业大学团队发现化学气相沉积过程中金刚石的形成是由石墨相变而来，颠覆了“碳原子形成金刚石结构”的传统观念；发现石墨低压转变为金刚石的机理，颠覆了“石墨高温高压转变为金刚石”的传统观念，发展出基于石墨低压/常压制备金刚石的新方法。同时分享了纳米金刚石薄膜的n型掺杂新方法研究、色心金刚石的制备及性能研究等几个方面研究最新进展。

北京青禾晶元半导体科技有限责任公司，郭超副总经理，分享《先进半导体键合集成及表面处理技术》。报告中指出，先进键合技术是诸多半导体制造过程中不可缺少的重要环节，可以广泛应用在先进封装、显示面板、先进基板、功率电子和MEMS传感器制造等领域。随着半导体技术的发展，键合越来越受到重视，在半导体材料、器件制作和系统集成等多个维度上成为了一个新的发展趋势。在半导体材料方面，键合技术成为不同材料融合的主要途径;在半导体器件方面，键合可以实现三维堆叠，打破光刻瓶颈，突破平面器件限制;在系统集成层面上，键合集成可以综合“延续摩尔”和“超越摩尔”两条路径的成果，显著提升微电子系统能力和价值。报告将重点介绍键合技术发展趋势与挑战、先进键合技术与应用。

哈尔滨工业大学，王晨曦教授，分享《晶圆键合与芯片异质异构集成》。王晨曦教授表示，晶圆直接键合及异质键合在当前高性能芯片制造领域具有十分重要的战略地位。哈工大团队，根据不同种材料表面特性灵活设计并有针对性地开发出二元协同等离子体为代表的表面活化手段，实现了硅及非硅、第三代半导体、光学晶体等材料之间的异质键合，并探索芯片无凸点低温混合键合(Hybrid bonding)工艺。结果表明二元及两步协同活化能够有效克服单一活化手段的局限性，在低温(≤200℃)条件下形成超薄异质键合界面，该键合方法成功应用于纳米/化学/生物芯片、超高灵敏中红外传感器及近内存计算芯片的开发。进一步提出可回收键合新工艺，为芯片多功能集成提供了前所未有的可行性和灵活性。

合美半导体（北京）有限公司，王彬总经理，分享《磨抛工艺在超宽禁带半导体材料衬底制备中的应用》。报告指出，随着半导体行业的高速发展，超宽禁带半导体材料衬底制备技术的发展也越来越重要。磨抛工艺在超宽禁带半导体衬底制备中起着关键作用，如金刚石衬底可通过马赛克拼接技术等降低缺陷密度，优化工艺参数等控制成本，氧化镓则由于氧化镓单晶的易解理特性，需要进一步优化磨抛工艺才能获得高质量衬底。深入研究磨抛工艺在超宽禁带半导体衬底制备中的应用具有重要的现实意义和广阔的发展前景。

中国电子科技集团有限公司第四十六所，董刚高级工程师，分享《SiC粉料特性对单晶生长影响的研究》。报告中指出，在物理气相传输法生长SiC单晶的过程中，作为长晶源料的SiC粉料会由于粉料结构特性对长晶过程中的气相组分产生影响，从而对长晶后SiC单晶的性质产生影响，研究SiC粉料特性对提高SiC单晶性能具有重要意义。该团队从SiC粉料结构特性出发，通过机械破碎法以及高温自蔓延合成法制备具有不同结构特性、不同粒径以及不同掺氮量的SiC粉料，研究中发现，粒径越大的粉料生长晶体的缺陷越少；掺氮量越多的粉料生长晶体的电阻率分布越均匀，电阻率越小。该团队也成功合成了SiC粉料，并制备了BPD＜400cm^-2的六英寸SiC单晶。

Part.III

产业最新进展展示&交流

聚集来自金刚石及宽禁带产业链上下游的生产商、仪器检测设备、器件研究、终端器件应用等各展商，在Carbontech 2024的现场展示他们最新的产品与解决方案，为产业界和学术界搭建一座沟通桥梁。大家络绎不绝，咨询产业最新进展！