电子材料

新型超材料将有效提升光通信和计算能力

科学家们很早就知道超材料能够操纵诸如可见光之类的电磁波，使其表现出一些特殊的性能。这些特殊的性能促使了许多技术的突破，例如超高分辨率成像技术等。现在，马萨诸塞大学洛威尔分校作为研究小组的一部分，正把光操纵技术引向新的方向。

研究团队包括马萨诸塞大学洛威尔分校、伦敦国王学院、巴黎狄德罗大学和哈特福德大学，研究小组发明了一种新的超材料，可以通过“调谐”来改变光的颜色。这项技术使计算机处理器实现片上光通信成为可能，从而带来更小、更快、更便宜、更省电、带宽更宽、数据存储更好的计算机芯片，同时还可以创建更高效的光纤通信网络。

马萨诸塞大学洛威尔分校物理与应用物理系教授Prof.Viktor Podolskiy解释到：“当今的计算机芯片使用电子进行计算，电子非常小，因此是非常理想的选择。然而，电子的频率却不够快。光是由微小粒子光子组成的，它没有质量。因此，光子具有提升芯片处理速度的潜力。”

通过将电信号转换成光脉冲，片上光通信将取代传统硅芯片的铜线通信。最终，芯片核与核间的直接通信，以及芯片间的光通信将成为可能。（工业和信息化部电子第一研究所）

霍斯特中心和弗劳恩霍夫研究所研发全球最长OLED

全球领先创新和研究机构——荷兰霍斯特中心（HolstCentre）和德国弗劳恩霍夫FEP研究所（FraunhoferFEP）日前宣布，他们已经研发出了全球最长的OLED，长达15m（49.2英尺）。这一发明或将极大地导致该技术生产成本的下降，而这也正是一直阻碍OLED作为建筑和普通照明广泛应用光源的一大难点。

荷兰霍斯特中心和弗劳恩霍夫FEP研究所已经尝试了十多年，以完善被称作卷对卷（R2R）的生产流程，也正是通过这种流程，才有了上述接近50英寸的OLED产品。

霍斯特中心项目经理Pim Groen表示：“卷对卷生产有望为OLED等柔性电子应用提供更低的成本以及更高的产量。10多年来，我们霍斯特中心一直在开发一种独特的溶液涂膜卷对卷生产线。此次展出的15m OLED充分说明此技术已经可以实现工业化，并可提供经济高效的大批量OLED生产。”（中国半导体行业协会）

超宽禁带宽度半导体氧化镓材料前景可期

在API出版的《Journal of Applied Physics》上，佛罗里达大学、美国海军研究实验室和韩国大学的研究人员对最有前途的超宽禁带宽度材料氧化镓（Ga2O3）的性质、性能、目前的限制和未来的发展提出了详细的展望。

氧化镓具有4.8eV的超宽禁带宽度，超过了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）的3.3eV，而硅（Si）却只有1.1eV。超宽的禁带宽度使得氧化镓能够承受比Si、SiC、GaN更强的电场，此外Ga2O3还能够承受更高的电压。这使得它在制造小型化、高效化大功率晶体管方面非常具有价值。

“Ga2O3为半导体制造商提供了一种非常适用于微电子器件的材料”佛罗里达大学材料科学与工程教授、论文作者Stephen Pearton表示。Pearton和他的同事还研究了Ga2O3作为金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）材料的可能性。

Pearton总结说，Ga2O3材料不会取代SiC和GaN成为第4代半导体材料，但是它更有可能在高功率、高电压器件方面发挥作用。Pearton讲，Ga2O3材料最有前途的应用可能是作为电动汽车和光伏太阳能系统的高压整流器。（工业和信息化部电子第一研究所）

Imec首次在300mm晶圆片上直接生长2D材料

比利时鲁汶微电子研究中心（IMEC）公布了一个300mm晶圆平台，使用2D材料制造金属-氧化物硅场效应晶体管（MOSFET）器件。2D材料可以为器件尺寸的极端伸缩提供路径，因为它们具有原子级精度，并且几乎不受短沟道效应的影响。2D材料的其他潜在应用可能来自于将其用作后段工序（BEOL）的开关，它可以对集成流中允许的温度预设设置上限。

Imec平台集成了一个由二硫化钨（WS2）组成的晶体管沟道，这是一种2D材料，与其他大多数2D材料相比具有更高的导通电流能力和良好的化学稳定性。Imec在IEDM上的报告指出，这是首次金属有机化学气相沉积（MOCVD）在300mm晶圆片上生长WS2。MOCVD的合成方法可以在整个300mm晶圆和最高迁移率的材料上實现单层精度的厚度控制。（工业和信息化部电子第一研究所）

新的量子材料将使计算设备超越半导体时代

英特尔公司（Intel Corp.）和加州大学伯克利分校（University of California，Berkeley）的研究人员正在寻求能够超越现有晶体管技术的方法，为新型存储器和逻辑电路铺平了道路，新型电路将来可能会出现在地球上的每一台电脑上。

12月3日，在《Nature》杂志发表之前，一篇论文率先在网上发表，文章中提到了将多铁性和拓扑性材料应用于逻辑和内存设备中，这将会对当前基于COMS（互补型金属氧化物半导体）的微处理器具有10～100倍的节能改进。

磁电式自旋轨道（MESO）器件在同一条件下的逻辑运算量将是COMS器件的5倍，继续朝着单位面积计算量更多的方向发展，这是摩尔定律的一个核心原则。

新器件将会推动高计算能力、低能耗的技术发展，尤其是高度自动化的自动驾驶汽车和无人机，这2种技术都要求在每秒中进行多次的计算机操作。

在新型MESO器件中，二进制被定义为多铁性材料中粒子的上下磁性自旋态。多铁性材料是由加州大学伯克利分校（UC，Berkeley）材料科学与工程物理学教授Ramamoorthy Ramesh于2001年创造的，他同时也是这篇论文的主要作者。（工业和信息化部电子第一研究所）

DARPA着眼可信半导体制造

2018年12月下旬，美国军方研究人员将向工业界公布1项新计划，该计划旨在从制造到系统集成领域，针对各种可信计算应用，帮助开发安全集成电路技术。位于弗吉尼亚州阿灵顿的美国国防先期研究计划局（DARPA）的官员举办行业简报会，介绍即将实施的——国防应用（ERI：DA）电子复兴计划。

ERI：DA是最近宣布的DARPA电子复兴计划第2阶段计划中几个潜在的跨部门公告之一。简报的目的是向工业界介绍ERI第2阶段的防务应用；并报告当前ERI计划的概述。ERI：DA计划旨在利用目前ERI计划重点推动的技术——即对美国国内安全芯片制造支持的需要；投资芯片安全；并演示用于國防应用的新ERI技术，进而开发具有革命性的国防能力。

美国国防先期研究计划局的官员说，他们希望促进那些有能力将电子创新应用到国防硬件的机构间的合作。这些非机-密简报既能介绍政府概述，又能给这些公司带来构建团队的机会。ERI阶段II将在现有ERI计划的基础上，帮助支持美国国内半导体制造工艺，帮助美国国防电子系统集成商实现专用电路。（工业和信息化部电子第一研究所）

三菱电机与东京大学提出提高SiC功率半导体可靠性的新机制

三菱电机公司和东京大学提出了提高碳化硅（SiC）功率半导体可靠性的新机制。这个新机制是通过确认栅极氧化物和SiC之间的界面下的硫捕获器件电流路径中的一些电子传导，增加阈值电压而不改变器件的导通电阻而实现的。该机制有望让电力电子设备提高对电磁噪声的耐受（我们已知电磁噪声会导致系统故障）。

在此项研究中，三菱电机进行了SiC功率半导体器件的设计和制造，并对硫在电流路径中捕获电子进行了分析，而东京大学则进行了电子散射的测量。目前，人们一直认为与传统的氮或磷相比，硫不是在SiC功率半导体器件中为电流传导提供电子的合适元素。然而，三菱电机和东京大学近年来则专注于对不同性质硫的研究，认为在SiC中的硫固有性质使其趋向于捕获电子。该特性的确认是提出该SiC功率半导体器件新机制的基础。

在该项机制中，在SiC中适量的硫离子和分布在一定程度上阻挡了界面附近的电子，因此在不影响导通电阻的情况下可以增加阈值电压。人们目前正积极寻求能够提供这种电特性的合适原子来实现抵抗外部电磁噪声的影响而不易发生故障的装置。在这方面，新机制比传统机制更优异，并且可以保持低导通电阻。

三菱电机表示，未来，他们的目标是继续完善其SiC金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）的设计和规格，以进一步提高SiC功率半导体器件的可靠性。（中国半导体行业协会）

中科院合肥研究院在电磁屏蔽且导热的先进电子封装材料研究方面取得进展

中国科学院合肥物质科学研究院应用技术研究所先进材料中心研究员田兴友和副研究员张献团队在同步实现导热绝缘及电磁屏蔽性能的先进电子封装材料制备方面取得新进展，相关成果发表在复合材料期刊Composites Part A（2019）上。

电子封装材料在某些场合下具有电绝缘特性的要求，而目前碳系复合材料在改善导热性能的同时，通常会引起导电性能的提升，从而影响了封装材料的实际应用。该课题组以聚偏氟乙烯（PVDF）为研究对象，构筑了多壁碳纳米管（MWCNT）与氮化硼（BN）的隔离双网络结构，满足材料导热与抗干扰性能的同时，兼顾了电子封装材料的电绝缘性能。首先原位制备了PVDF@MWCNT复合微球，在微球内部形成了导电网络又提高了PVDF的导热性能；然后在微球外部，采用绝缘BN导热填料构建了完整的导热网络通路，并通过整体包覆降低了复合微球的导电性能，从而使得复合材料在实现导热和电磁屏蔽性能同步提升的基础上，兼具有良好的电绝缘性能。（中科院合肥物质科学研究院）

国家信息光电子创新中心与武汉虹拓合作开发飞秒频率梳光芯片

国家信息光电子创新中心与武汉虹拓新技术公司在武汉签署合作协议，共同开发飞秒频率梳光芯片。

2013年武汉虹拓开发出中国首台全光纤飞秒激光器，打破欧美垄断填补国内空白。2015年，武汉虹拓掌握基于飞秒激光加工工艺的新型光纤制造技术，使用飞秒激光在发丝粗细的光纤内部雕刻出双螺旋纹路，抑制传输过程中的光信号失真，并在中、美2国申请了专利。该技术将使现有光纤容量提升100倍，从而极大降低光纤传输系统的成本。同年，虹拓公司针对信息行业国际制高点，成功开发出世界首个小型化超高速飞秒激光器。

飞秒激光被称为“最快的刀、最准的尺、最亮的光”，它具有脉冲持续时间极短、峰值功率极高的优点，其脉冲持续时间可达千万亿分之一秒，而峰值功率可达百万亿瓦。光纤飞秒激光器可广泛应用于精密微加工、再制造、医疗、科研、电子制造等领域。特别是在微加工领域，由于其对材料周围影响极小，能安全的切割，打孔、雕刻，甚至应用于集成电路的光刻工艺中。（中国电子元件行业协会）

耐威科技子公司成功研制“8英寸硅基氮化镓外延晶圆”

耐威科技公告，公司控股子公司聚能晶源近日成功研制“8英寸硅基氮化镓（GaN-on-Si）外延晶圆”。公司表示，此次“8英寸硅基氮化镓（GaNon-Si）外延晶圆”的研制成功，使得聚能晶源成为截至目前公司已知全球范围内领先的可提供具备长时可靠性的8英寸GaN外延晶圆的生产企业，有利于公司加快在第3代半导体材料与器件领域的技术储备。（中国电子材料行业协会）

新一代半导体产业链项目落户长沙望城

近日，新一代半导体产业链项目整体布局中的核心“科创中心”签约落户湖南长沙市望城区，长沙推进新一代半导体产业链建设工作又迈进一大步。

2017年，山东天岳晶体材料有限公司会同新一代半导体产业链关联企业联合落地长沙，启动新一代半导体产业链项目。其中，材料中心已落户浏阳经开区，应用及智造中心已落户望城经开区。

这次落户的科创中心囊括总部基地、研究院等，主要负责创新与研发，是整个项目的“大脑”，为各条产业链发展提供原动力。预计科创中心与应用及智造中心首阶段共投资约100亿元。该项目计划经过5～10年持续建设发展，将长沙建成世界级新一代半导体材料技术及产业发展中心，逐步成为新一代半导体材料产业集群核心地带，着力打造千亿产业链。（湖南日报）