电子材料

美国研发用于三维电子器件制造的新型3D打印技术

美国加利福尼亚大学洛杉矶分校研发出一种新型3D打印技术，通过电荷将材料引导至特定位置，可满足三维电子器件复杂结构和多种材料的制造需求。

该方法的打印速率为26 000mm2/h，远高于“气溶胶喷射”的5 600mm2/h和“直接书写”的113mm2/h。

目前，新型3D打印技术所实现的特征尺寸仅为10μm，还不能满足超高精度集成电路的制造需求，接下来，研究人员计划进一步缩小制造的特征尺寸、扩展材料种类。（国家工业信息安全发展研究中心）

日本大幅提升氮化镓无接触光辅助电化学刻蚀工艺速率

近日，日本SCIOCS公司、日本法政大学、日本Koganei公司以及日本北海道大学通过采取提升过硫酸根（S2O82-）离子溶液温度和254nm波长紫外线（UVC）照射等措施，将基于硫酸根氧化的氮化镓（GaN）非接触式光辅助电化学（CL—PEC）蚀刻速度提高了10倍。研究人员分别采用浓度为0.25和0.025mol/dm3的过硫酸铵进行实验，实验过程中使用热板控制温度，使用高压汞灯发射波长为254nm的紫外光，其功率密度为2mW/cm2。实验结果表明，加热至80℃和高过硫酸铵浓度能使蚀刻速率达到25nm/min。研究人员称该速度比以前报道的速度大高10倍。（国家工业信息安全发展研究中心）

新加坡开发出制备二维蓝磷材料的新工艺技术

新加坡国立大学开发出制备二维蓝磷材料的新工艺技术，首次证明了通过硅原子插层到蓝磷—金（Blue P—Au）材料中，可以制备二维蓝磷材料。

二维蓝磷材料具有较宽的带隙，在光电器件领域应用广泛。研究人员首先在金的（111）晶面上沉积一层黑磷，同时不断加热金表面从而制备单层Blue P—Au材料。随后硅材料会在加热作用下挥发出硅原子，这些原子将自发地插入Blue P—Au材料中，与金形成硅—金缓冲物。这种缓冲物的生成会破坏磷和金原子之间的分子键，从而在表面生成单层蓝磷材料。

下一步，研究人员将研究如何直接从衬底上剥离单层蓝磷材料的方法，实现对二维蓝磷材料的高效制备。该技术未来有望推动蓝磷材料的研究和开发。（国家工业信息安全发展研究中心）

芬兰阿尔托大学实现厘米级二维材料扭曲

芬兰阿尔托大学的研究人员基于外延生长法和水助剂转移法开发出一种可将大尺寸二维材料层进行扭曲的新方法。研究人员发现将二维材料放在另一材料上并稍作旋转时，扭曲会从根本上改变双层材料的性能，如高温超导性、非线性光学、超润滑性，这促使了扭曲与电子学的结合。芬兰阿尔托大学以二硫化钼材料为主要研究对象，不仅可以精确控制其单原子层之间的扭曲角，还可将扭曲层的尺寸扩展至厘米量级。未来，该方法将在其他二维分层材料上得到验证，在激光器、传感器和医疗设备等领域有巨大的潜力。（国家工业信息安全发展研究中心）

美国开发出新型电子复合材料

美国哥伦比亚大学和贝勒医学院联合开发了一种有机混合导体颗粒复合材料（MCP），可通过改变颗粒尺寸和密度制造可扩展的、生物兼容的高性能各向异性薄膜、独立寻址晶体管、电阻器以及二极管等功能电子元件。

这种有机混合导体颗粒复合材料可以使柔性电子和刚性电子实现更容易、更有效的电子键合，通过直接与人皮肤连接，无创地获得了高时空分辨率的生理电信号。（国家工业信息安全发展研究中心）

三星斥资81亿美元新建5nm晶圆代工厂

三星宣布在韩国平泽市的5nm芯片代工厂开始动工，投资约81亿美元，计划于2021年下半年投入运营。该代工厂将专注于基于极紫外光刻（EUV）技术的5nm以下工艺技术，为5G、人工智能、高端智能手机、高性能计算等领域提供高端芯片。

2020年2月，三星在华城推出了基于EUV的7nm芯片生产线，并计划下半年在其Mars工厂首先开始5nm芯片的大批量生产，平泽代工投产后，将转移至平泽。

近年来，三星与台积电在美国超微 （AMD）、苹果、英伟达（Nvidia）、高通等公司的订单上竞争激烈。在5nm市场领域，苹果A14芯片已选择台积电代工，三星亟需扩展业务以应对挑战。（国家工业信息安全发展研究中心）

中国科大无线充电芯片设计研究获重要进展

近日，中国科大国家示范性微电子学院程林教授联合香港科技大学暨永雄教授课题组在无线充电芯片设计领域提出了一种用于谐振无线功率传输的新型无线充电芯片架构。所提出的架构通过在单个功率级中实现整流、稳压和恒流-恒压充电而实现了高效率和低成本，为今后无线充电芯片的设计提供一个高效的解决方案。

与传统有线充电具有稳定的直流电压相比，无线充电首先需要对交流输出电压进行整流和稳压。由于经过多级功率处理，充電效率大大降低，并且严重限制了充电功率。针对无线充电芯片设计领域提高转换效率和降低成本的研究热点，该研究基于3—Mode可重构谐振调节整流器的原理，通过在单个功率级中实现整流、稳压和恒流-恒压充电功能，克服了现有芯片设计中需要2级或3级级联的缺点，从而大大提高了芯片转化效率和集成度。此外，该研究还采用了一种自适应相位数控制的单输入双输出倍压器，将自举电容集成在芯片上，进一步提高了芯片的集成度。（中国科大微电子学院）

复旦大学研发柔性薄膜组装集成芯片传感器

目前，大多数传感信号采集器件和信号处理单元均为分离设计，将在整体上产生更大功耗并占据更大的空间。由此，复旦大学材料科学系教授梅永丰课题组提出了将信号检测和分析功能集成于同一个芯片器件中的全新概念。研究团队将单晶硅薄膜柔性光电晶体管与智能薄膜材料相结合和组装，构造了对不同环境变量进行检测和分析的柔性硅芯片传感器及其系统。

研究团队将多种智能薄膜材料贴合在器件功能区，智能材料内部物理性质变化引起了微小光学性能改变，从而表现在输出的光电流上，因此可以在同一个芯片上实现对多种不同信号的同时检测。团队开发了将智能材料与光电传感结合的新颖传感机制，并将传感模块与后续信号处理等模块集成在一起，展示了其在气体浓度、湿度、温度等多种环境参数检测方面的能力，已经初步具备了未来的“智能数字灰尘”的雏形。该策略也可以应用于其他的数字传感系统，在后摩尔时代中将具有巨大的应用潜力。（复旦大学）

中国农大在柔性复合功能材料及应用方面取得进展

中国农业大学工学院何志祝副教授团队研发了系列新型柔性复合功能材料并创新了智能传感和磁控仿生机器人等应用技术。

研究小组以室温镓基液态金属为基载液和钕铁硼微颗粒为磁性载体，制备出磁极可重构的液态金属永磁体，革新了传统的永磁体固体特性和磁流体的电绝缘性。基于其特有的高导电（>106S/m）和剩磁性（>30emu/g）以及可重构性，发展了磁性电路打印、磁性传感器、磁控柔性机器人等系列创新应用。特别是，研制了一种磁控仿生爬行机器人，其爬行速度高达29.7mm/s。该研究拓宽了磁性复合功能材料的内涵，同时为柔性电子、智能传感和软体机器等领域发展提供了新的研究思路。

传统电磁屏蔽材料柔性较差，且在抑制电磁污染的同时会影响正常电磁通信，其较低的传热性能阻碍了芯片散热。针对上述问题，研究小组构建了一种以低熔点金属为多孔骨架结构并以液态金属弹性体封装的柔性复合功能材料，表现出独特的热—电—机械协同效应。上述研究可进一步拓展到可穿戴电子以及动植物生理在线监测等应用交叉领域。（中国农业大学）

硅衬底上生长高结晶性黑磷薄膜研究取得进展

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员张凯与湖南大学教授潘安练、深圳大学教授张晗合作开发了一种新的生长策略，引入缓冲层Au3SnP7作为成核点，诱导黑磷在介质基底上的成核生长。

其中Au3SnP7的形成是将沉积了金（Au）薄膜的硅衬底与红磷、锡（Sn）、四碘化锡（SnI4）前驱体一起在真空封管中加热获得，其形貌通常为分散在硅衬底上的规则形状晶体，尺寸数百纳米。在随后的保温过程中，发生白磷相向黑磷相的转变并在Au3SnP7缓冲层上外延成核。随后，在持续的磷源供给及降温过程中，会观察到过渡态黑磷纳米片产物及其在硅衬底上的生长、融合，最终获得表面平整洁净的连续黑磷薄膜。这项工作为大面积、高质量黑磷薄膜的可控制备提供了新途径，也进一步推进了黑磷在高通量器件集成以及新型光电子器件开发等方面的广泛应用。（中国科学院）

青科大超级电容器负极材料研究获进展

青岛科技大学中德科技学院李镇江教授、赵健副教授等团队成员在超级电容器负极材料研究领域取得新进展。

研究表明，纳米三氧化二鉍（Bi2O3）具有较高的理论比电容、较大的工作电压、优异的氧化还原特性、高的电化学活性及低廉的价格等优势，被认为是一种理想的超级电容器负极候选材料。然而在现有研究结果中，测试的比电容却远低于其理论值，并且由于它们的导电性较差，在大电流条件下，电子无法及时传导，极大地降低了其倍率性能。针对上述问题，该团队研究人员一方面采用还原法在Bi2O3内部引入氧空位，构筑了具有可控缺陷浓度的产物，大大增加了其与电解液离子接触的活性位点；另一方面，通过水热技术对Bi2O3进行硒化，通过控制工艺参数，得到Bi2O3/Bi2Se3复合材料，从根本上提高了其电子传输速率。这2项研究工作不仅为设计高性能的超级电容器负极材料提供了新思路，还为金属化合物基超级电容器储能装置的实际应用奠定了坚实的基础。（青岛科技大学）

中国长城推出我国首台半导体激光隐形晶圆切割机

在中国长城科技集团股份有限公司旗下郑州轨道交通信息技术研究院和河南通用智能装备有限公司科研人员奋勇攻关下，我国首台半导体激光隐形晶圆切割机于近日研制成功，填补国内空白，在关键性能参数上处于国际领先水平。

该装备通过采用特殊材料、特殊结构设计、特殊运动平台，可以实现加工平台在高速运动时保持高稳定性、高精度，运动速度可达500mm/s，效率远高于国外设备。在光学方面，根据单晶硅的光谱特性，结合工业激光的应用水平，采用了合适的波长、总功率、脉宽和重频的激光器，最终实现了隐形切割。（中国证券报）

国科微新一代全4K超高清芯片规模商用

国科微宣布公司自主研发的新一代“全4K全国标”超高清芯片GK6323在湖南有线和山西广电网络实现规模部署和商用，为用户呈现全新的视听体验，助力智慧广电建设。这也是继2019年发布全4K超高清芯片之后，国科微在超高清领域取得的又一重大突破，标志着公司已成为国内超高清市场的主流芯片供应商之一。

此次在湖南有线和山西广电网络商用的新一代全4K DVB+OTT智能机顶盒，搭载了国科微“全4K全国标”超高清芯片GK6323。该芯片支持全4K功能，包括AVS2和H.2654K 60帧10bit超高清视频解码、HDR10和HLG等主流HDR标准、BT.2020色域标准、高保真环绕声音频解码等功能，可以为用户带来全方位的视听享受。同时该芯片全面支持第二代信源编码标准（AVS2）、苹果研发系统（TVOS）、国密算法、高级安全、数据收集与分析系统（DCAS）、中国广播影视数字版权管理（ChinaDRM）数字水印等中国标准，是目前国内集成度最高的新一代全4K超高清机顶盒芯片，全面满足广电运营商5G时代的各种视频应用场景。（中国新闻网）

青岛惠科芯片项目厂房封顶达产后年产值25亿元

日前，青岛惠科6英寸晶圆半导体功率器件项目芯片厂房封顶仪式在青岛举行。惠科6英寸晶圆半导体功率器件及第3代半导体项目，由深圳惠科投资有限公司与青岛市即墨区马山实业发展有限公司共同出资建设，一期投资约30亿元，主要建设20万m2厂房及附属设施，用于生产半导体分立器件、碳化硅器件、电子元件等，新上芯片和先进晶圆芯片级成管封装生产线及配套系统。项目建成后，将实现年产240万片6英寸功率器件芯片晶圆以及120万片先进封装晶圆，成为国内单体产出最大的功率器件生产线，聚力打造国内最大的功率器件生产基地。该项目预计2020年12月投产。（青岛市即墨区工业和信息化局）