化合物半导体产业须加快构建创新生态

导读：在近日由武汉东湖新技术开发区管委会、第三代半导体产业技术创新战略联盟、九峰山实验室、光谷集成电路创新平台联盟共同主办的2023中国光谷九峰山论坛暨化合物半导体产业大会上，半导体产业人士呼吁，加快构建我国化合物半导体产业技术、应用、创新生态。

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■中国经济时报记者 郭锦辉

五位院士现场发言、多位专家和企业家讨论、千余名业内人士参与……面对全球半导体格局重塑的关键期，在近日由武汉东湖新技术开发区管委会、第三代半导体产业技术创新战略联盟、九峰山实验室、光谷集成电路创新平台联盟共同主办的2023中国光谷九峰山论坛暨化合物半导体产业大会上，半导体产业人士呼吁，加快构建我国化合物半导体产业技术、应用、创新生态。

“以第三代半导体为代表的化合物半导体材料快速崛起，未来10年将对国际半导体产业格局的重塑产生至关重要的影响。特别是光电子产业正从萌芽走向成长期，将成为整个信息产业中一个新的经济增长极。”中国工程院院士、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇表示，要抢抓机遇期，合力推动我国化合物半导体产业发展，提升我国产业创新能力和国际竞争力。

半导体是信息产业和国家竞争的基石。中国工程院院士、华中科技大学校长尤政指出，化合物半导体以其优异性能成为光电子、射频通信和电力电子等产业自主创新发展和转型升级的核心材料，是国家2030规划和“十四五”国家研发计划确定的发展领域，被视为我国半导体行业超车的机会。

“中国光谷具备发展化合物半导体技术和应用的良好基础。抢抓化合物半导体的机遇，将更加丰富中国光谷光电子产业的内涵，提升产业的综合竞争力，助力世界光谷的建设。”尤政表示，面向未来，华中科技大学将继续立足光谷，通过产学研深度合作，继续加强在化合物半导体领域的学术型、技术型、工程型核心人才培养和技术攻关，助力中国光谷打造成为全球化合物半导体创新的新生态标杆、产业引领的新高地、尖端人才的聚集高地。

氮化镓射频器件因其优异性能，在高新技术产业中发挥举足轻重的作用，已成为全球半导体领域的研究焦点和世界各国竞相抢占的战略制高点。中国科学院院士、西安电子科技大学教授郝跃指出，氮化物半导体材料的优异特性，使得它在未来的6G通信中具有广阔应用前景。不过，同碳化硅一样，氮化物半导体也面临着诸多挑战。第一是它的功率密度还能高到什么程度。第二是空间辐照问题。如果空间辐照问题不能得到解决，高效的电源器件就很难进入航空航天领域应用。

除了氮化物外，近年来氧化物半导体也备受关注。郝跃认为，虽然氧化物半导体离产业化应用还有一定的距离，但已经看到了其前景。与氮化镓和碳化硅相比，氧化物半导体的禁带宽度更宽，可以实现更低的损耗。但氧化物半导体也有弱点，不解决它的散热问题，就不可能实现产业化。

“未来化合物半导体要跟硅半导体紧密融合。”郝跃建议，应该成立一个开放的平台，实现硅集成电路和化合物半导体的多功能集成。这样光电子、传感器、功率电子等都可以与硅集成电路广泛地集成在一起，实现真正意义上的多功能，推动我国整个电子信息产业不断发展。

铌酸锂材料素有光电子时代“光学硅”的称号。中国科学院院士、南京大学教授祝世宁指出，薄膜铌酸锂光电器件与集成技术具有低损耗、易调控、非线性等特点，为大规模光子集成创造了条件。薄膜铌酸锂集成光子学应用前景令人期待。不过，祝世宁同时指出，尽管我国起步很早，但是光子集成的道路远远比电子集成更加坎坷，至今核心材料与技术路线仍未完全确立。未来，要发展和优化基于薄膜铌酸锂器件独特的加工与制备技术等。

光波技术是信息技术的重要部分，光电子器件是光波技术的核心。中国工程院院士、清华大学教授罗毅认为，从光纤通信、LED与半导体照明到光电子与人工智能，是光电子器件服务社会的三次大机会。在罗毅看来，在智能时代，智能成像系统愈发重要。在现有范式下，采集设备采集的像素量迅速增长，像素处理算法的能耗与像素量成正比，现有人工智能硬件难以支持未来的增长。未来，感存算一体、高能效的计算成像将是发展趋势。

“当前正值全球半导体格局重塑的历史关键期。”第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲认为，化合物半导体很适合我国的“土壤”。化合物半导体产业未来的发展，要聚焦国家战略，重大项目牵引，形成发展合力；以应用促发展，培育龙头，加快迭代研发，推动产业集群；建立协同创新的产业体系和生态；推进新形势下精准深入的国际科技合作。

随着碳化硅的市场需求向好，全球碳化硅产业格局纷争，全产业链延伸趋势明显，国产装备也在不断向前发展。北京北方华创微电子装备有限公司总裁董博宇表示，装备企业需要有深耕的意识，不断吸收先进理念，持续进行工艺创新。